メダカをモデル生物に用いた骨形成分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23370090
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 工藤 明 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (70178002)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: メダカ / 骨形成 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨リモデリング / 骨折修復 / 咽頭歯骨 / eda / 咽頭歯 / 骨折 / TGFbeta / ぺリオスチン / 椎骨 / 骨発生 / 硬節 / 脊索 / 変異体 / トランスジェニック / 椎骨形成 / トランスジェニックメダカ / 骨モデリング / 椎骨パターニング

研究成果の概要

私達はメダカを骨形成のモデル生物として開発しており、その一つとして、メダカの尾びれを用いて、血管損傷のない新たな骨折修復モデルを作成し、破骨細胞と骨芽細胞について解析した。生きたままの状態で経時変化で骨折の修復過程が観察でき、破骨細胞と骨芽細胞の関連した動きが解析可能になった。さらにRANKLに依存しない破骨細胞の存在が明らかになり、この破骨細胞の分化に関与する新しい破骨細胞因子を明らかにする必要がある。以上のように、メダカの骨リモデリングシステムの確立とその解析から、これまで哺乳類では見つかっていない新しい細胞間相互作用と破骨細胞分化の存在が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of calcium signaling through Trpvl by nNOS and peroxynitrite as a key trigger of skeletal muscle hypertrophy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito N, et al
  • 雑誌名: Nature medicine 巻: 19 号: 1 ページ: 101-106
  • DOI: 10.1038/nm.3019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colored medaka and zebrafish transgenics with ubiquitous and strong transgene expression driven by the medaka b-actin promoter. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, N.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 54 ページ: 818-828
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periostin in dental science (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayama, I.
  • 雑誌名: Jpn. Dent. Sci. Rev. 巻: 48 号: 2 ページ: 92-98
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2012.06.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Filamin C plays an essential role in the maintenance of the structural integrity of cardiac and skeletal muscles, revealed by the medaka mutant zacro (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田深里、三橋弘明(共著)
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 361(1) 号: 1 ページ: 79-89
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.10.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteoclasts in bone modeling, as revealed by in vivo imaging, are essential for organogenesis in fish (2011)
  • 著者名/発表者名: Chatani, M., Takano, Y., Kudo, A
  • 雑誌名: Dev.Biol. 巻: 360 号: 1 ページ: 96-109
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periostin in fibrillogenesis for tissue regeneration : periostin actions inside and outside the cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Kudo, A
  • 雑誌名: Cell.Mol.Life Sci. 巻: 68 号: 19 ページ: 3201-3207
  • DOI: 10.1007/s00018-011-0784-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remodeling of actin cytoskeleton in mouse periosteal cells under mechanical loading induces periosteal cell proliferation during bone formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakai, D., Kii, I., Nakagawa, K., Matsumoto, H.N., Takahashi, M., Yoshida, S., Hosoya, T., Takakuda, K., Kudo, A.
  • 雑誌名: PLoSONE 巻: 6 号: 9 ページ: e24847-e24847
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0024847
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delayed re-epithelialization in periostin-deficient mice during cutaneous wound healing (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Kii, I., Kashima, T, G., Kikuchi, Y., Ohazama, A., Shimazaki, M., Fukayama, M., Kudo, A.
  • 雑誌名: PLoSONE 巻: 6 号: 4 ページ: e18410-e18410
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0018410
  • 査読あり
• [学会発表] Induction of osteoclasts and osteoblasts during fracture healing in medaka, Oryzias latipes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Takeyama, Masahiro Chatani, Yoshiro Takano, Akira Kudo
  • 学会等名: 第36回 日本分子生物学会 年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 2013-12-03 – 2013-12-06
• [学会発表] The rankl knock-out medaka exhibits a defective phenotype of bone resorption following abnormal organogenesis together with a small number of osteoclasts regulated by RANKL-independent osteoclastogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: 1.Masahiro Chatani, Tomoko Ishikawa, Takeshi Todo, Akira Kudo
  • 学会等名: ASBMR2013 annual meeting
  • 発表場所: Boltimore,USA
  • 年月日: 2013-10-04 – 2013-10-07
• [学会発表] Tooth renewal by the coupled action of osteoblasts and osteoclasts in medaka pharyngeal teeth (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiko Mantoku, Masahiro Chatani, Keiji Inohaya, Akira Kudo
  • 学会等名: The 19th Japanese Medaka And Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Sendai City Information & Industrial Plaza, Sendai
  • 年月日: 2013-09-20 – 2013-09-21
• [学会発表] ifferential expression patterns of two types of medaka periostin during development and adulthood (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ito, Masanobu Nishidate, Taku Akiyama, Mai Morioka, Shun Kimura, Akira Kudo
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue-City
  • 年月日: 2013-05-28 – 2013-05-31
• [学会発表] Cyclooxygenase-2 signaling regulates osteoclast differentiation during fracture healing in medaka (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Takeyama, Masahiro Chatani, Yoshiro Takano, Akira Kudo
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue-City
  • 年月日: 2013-05-28 – 2013-05-31
• [学会発表] レチノイン酸合成酵素：raldh2はメダカの脊椎骨形成に重要である。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田崎 舞
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府）
• [学会発表] Medaka fused 4 mutant, which exhibits a fusion of vertebrae, encodes her7 gene. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomizawa、S.
  • 学会等名: Joint Meeting of JSDB 45 th & JSCB 64 th
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] Rald2, an enzyme involved in retinoic acid (RA) biosynthesis, is essential for osteogenesis in the medaka vertebral colum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tasaki, M.
  • 学会等名: Joint Meeting of JSDB 45 th & JSCB 64 th
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] A huge blood cell mutant kyoho in medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Taimatsu, K.
  • 学会等名: 10 th International Conference Zebrafish Development and Genetics
  • 発表場所: Madison （USA）
• [学会発表] 小型魚類を用いた破骨細胞のライブイメージングと２０１２年度の宇宙実験について (2012)
  • 著者名/発表者名: 茶谷昌弘
  • 学会等名: 第１１回松本ボーンフォーラム
  • 発表場所: 信州大学（長野県）
  • 招待講演
• [学会発表] Medaka Bone Formation : From Foundations To Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Kudo
  • 学会等名: The first Strategic Meeting for Medaka Research
  • 発表場所: Okazaki, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 脊椎融合メダカfu-4の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富澤志帆、猪早敬二、今富徹、工藤明
  • 学会等名: 第82回日本動物学会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 脊椎形成に異常を示すメダカraldh2変異体の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田崎舞、猪早敬二、大久敬、工藤明
  • 学会等名: 第82回日本動物学会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Eda mutants reveal that ectodysplasin and its receptor edar signaling pathway are required for fin ray formation in medaka (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida Y, Hibiya K, Inohaya K, Kudo A
  • 学会等名: 17^<th> Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Mishima, Japan
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] In vivo imaging of osteoclasts and osteoblasts in medaka fracture healing (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeyama K, Chatani, M, Kudo A
  • 学会等名: 17^<th> Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Mishima, Japan
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] メダカ骨折修復における骨芽細胞と破骨細胞のin vivoイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 武山和弘、茶谷昌宏、工藤明
  • 学会等名: 第29回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] In-vivo imaging of the fracture healing process in medaka (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeyama K, Chatani, M, Inohaya K, Kudo A
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Mechanism of osteoclast activation under hypergravity (2011)
  • 著者名/発表者名: Mantoku A, Chatani M, Kubota I, Kudo A
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-05-19
• [図書] Chapter 6 : Medaka Bone Development in Medaka, A Model for Organogenesis, Human Disease, and Evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Kudo
  • 総ページ数: 387
  • 出版者: Springer