神経伝達物質受容体・イオンチャネルによる電位変化を伴う力学的負荷感知機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23791626
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 納富 拓也 東京医科歯科大学, 歯と骨のGCOE拠点, 特任講師 (70542249)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 膜電位 / 骨代謝 / 破骨細胞 / イオンチャネル

研究概要

高齢化社会に伴う骨疾患の増加により、その疾患の治療対策が必要となってきている。この原因を明らかにして、骨疾患治療を推進するために、われわれの研究経験を基にして骨代謝における膜電位・イオンチャネルの役割を検討してきた。本研究では、受容体・イオンチャネルを介した細胞情報伝達を検討するために、光作動性イオンチャネルを用いて細胞機能を調べた。具体的には、光作動性イオンチャネル・ポンプの遺伝子導入を用いて、骨芽細胞・破骨細胞での膜電位の役割を検討するとともに、研究進行に伴う興味深い結果を基にして、骨代謝に関与する新規分子の同定をおこなった。その結果、細胞膜電位による細胞機能調節および新規骨代謝関連イオンチャネルによる破骨細胞機能制御が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Osteoblastic differentiation enhances expression of TRPV4 that is required for calcium oscillation induced by mechanical force (2013)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Suzuki, Takuya Notomi (Corresponding author), Daizuke Miyajima, Fumitaka Mizoguchi, Tadayoshi Hayata, Tetsuya Nakamoto, Ryo Hanyu, Paksinee Kamolratanakul, Atsuko Mizuno, Makoto Suzuki, Yoichi Ezura, Yuichi Izumi, Masaki Noda
  • 雑誌名: Bone 巻: 54(1) ページ: 172-8
• [雑誌論文] Nck1 deficiency accelerates unloading-induced bone loss (2013)
  • 著者名/発表者名: Aryal Smiriti, Kentaro Miyai, Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Tetsuya Nakamoto, Tony Pawson, Masaki Noda
  • 雑誌名: J. Cell. Physiol 巻: 228:7 ページ: 1397-1403
• [雑誌論文] Osteoblastic differentiation enhances expression of TRPV4 that is required for calcium oscillation induced by mechanical force (2013)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Suzuki
  • 雑誌名: Bone 巻: 54(1) 号: 1 ページ: 172-8
  • DOI: 10.1016/j.bone.2013.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nck1 Deficiency Accelerates Unloading-Induced Bone Loss (2013)
  • 著者名/発表者名: Aryal A. C. S, Miyai K, Hayata T, Notomi T, Nnakamoto T, Pawson T, Ezura Y, Noda M.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 228 号: 7 ページ: 1397-403
  • DOI: 10.1002/jcp.24317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of two pore channel 2 as a novel regulator of osteoclastogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi (Corresponding author),Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287(42) ページ: 35057-64
• [雑誌論文] Profilin1 regulates sternum development and endochondral bone formation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyajima, Tadayoshi Hayata, Takafumi Suzuki, Hiroaki Hemmi, Yoichi Ezura, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Teruo Amagasa, Ralph T Bottcher, Mercedes Costell, Reinhard Fassler, Masaki Noda.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287(40) ページ: 33545-53
• [雑誌論文] Anabolic action of parathyroid hormone regulated by the beta2-adrenergic receptor. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Hanyu, Vanessa L. Wehbi, Tadayoshi Hayata, Shuichi Moriya, Timothy N. Feinsteind, Yoichi Ezura, Masashi Nagao, Yoshitomo Saita, Hiroaki Hemmi, Takuya Notomi, Tetsuya Nakamoto, Ernestina Schipani, Shu Takeda, Kazuo Kaneko, Hisashi Kurosawa, Gerard Karsenty, Henry M. Kronenberg, Jean-Pierre Vilardaga and Masaki Noda.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 109(19) ページ: 7433-7438
• [雑誌論文] CIZ/NMP4 is expressed in B16 melanoma and forms a positive feedback loop with RANKL to promote migration of the melanoma cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Sakuma, Tetsuya Nakamoto, Hiroaki Hemmi, Sohei Kitazawa S, Riko Kitazawa, Takuya Notomi, Tadayoshi Hayata, Yoichi Ezura, Teruo Amagasa and Masaki Noda.
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 227:7 ページ: 2807-2812
• [雑誌論文] Identification of two pore channel 2 as a novel regulator of osteoclastogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287(42) 号: 42 ページ: 35057-64
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.328930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Profilin1 regulates sternum development and endochondral bone formation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyajima
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 33545-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anabolic action of parathyroid hormone regulated by the beta2-adrenergic receptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanyu, R.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 109 号: 19 ページ: 7433-7438
  • DOI: 10.1073/pnas.1109036109
  • 査読あり
• [雑誌論文] CIZ/NMP4 is expressed in B16 melanoma and forms a positive feedback loop with RANKL to promote migration of the melanoma cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuma, T., Nakamoto, T., Hemmi, H., Kitazawa, S., Kitazawa, R., Notomi, T., Hayata, T., Ezura, Y., Amagasa, T., and Noda, M
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 巻: 227 号: 7 ページ: 2807-2812
  • DOI: 10.1002/jcp.24066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sympathetic control of bone mass regulated by osteopontin. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagao M, Feinstein TN, Ezura Y, Hayata T, Notomi T, Saita Y, Hanyu R, Hemmi H, Izu Y, Takeda S, Wang K, Rittling S, Nakamoto T, Kaneko K, Kurosawa H, Karsenty G, Denhardt DT et al.,
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 108 ページ: 17767-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] MURF1 deficiency suppresses unloading-induced effects on osteoblasts and osteoclasts to lead to bone loss (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondo H, Ezura Y, Nakamoto T, Hayata T, Notomi T, Sorimachi H, Takeda S, Noda M,
  • 雑誌名: J.Cell.Biochem 巻: 112 ページ: 3525-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Per-1 is a specific clock gene regulated by parathyroid hormone (PTH) signaling in osteoblasts and is functional for the transcriptional events induced by PTH (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanyu R, Hayata T, Nagao M, Saita Y, Hemmi H, Notomi T, Nakamoto T, Schipani E, Knonenbery H, Kaneko K, Kurosawa H, Ezura Y, Noda M
  • 雑誌名: J.Cell.Biochem 巻: 112 ページ: 433-438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanogel-based scaffold delivery of prostaglandin E(2) receptor-specific agonist in combination with a low dose of growth factor heals critical-size bone defects in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamolratanakul P, Hayata T, Ezura Y, Kawamata A, Hayashi C, Yamamoto Y, Hemmi H, Nagao M, Hanyu R, Notomi T, Nakamoto T, Amagasa T, Akiyoshi K, Noda M
  • 雑誌名: Arthritis Rheum 巻: 63 ページ: 1021-1033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteopontin deficiency enhances parathyroid hormone/parathyroid hormone related peptide receptor (PPR) signaling-induced alteration in tooth formation and odontoblastic morphology (2011)
  • 著者名/発表者名: Morishita M, Ono N, Miyai K, Nakagawa T, Hanyu R, Nagao M, Kamolratanakul P, Notomi T, Rittling SR, Denhardt DT, Kronenberg HM, Ezura Y, Hayata T, Nakamoto T, Noda M
  • 雑誌名: Tissue Cell 巻: 43 ページ: 196-200
• [学会発表] TPC2, Regulates Osteoclastogenesis via Generation of Intracellular Ca2+ Response and Subsequent NFATc1 Localization: A Novel Mechanism of Osteoclastic Ca2+ Signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Yoichi Ezura, Masaki Noda, Lysosomal Calcium Channel
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Parathyroid Hormone Stimulates Tob1Expression in Osteoblastic Cells in vitro and in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Moriya, Tadayoshi Hayata, Jumpei Shirakawa, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Yoichi Ezura, Kazuo Kaneko, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] PTH Enhances Mechanical Stress-induced Osteoblast Proliferation in Calvarial Derived Osteoblasts via Up-regulation of CyclinD1 Expression (2012)
  • 著者名/発表者名: Shirakawa Jumpei, Yoichi Ezura, TakuyaNotomi, Tadayoshi Hayata, Tetsuya Nakamoto, Shuichi Moriya, Ken Omura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Cnot3 (Ccr4-not complex subunit3), a Regulator of mRNA Stability, Regulates Bone Mass and Gene Expression Related to Osteoclast Formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Chiho Watanabe, Masahiro Morita, Yoichi Ezura, Tetsuya Nakamoto, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Keiji Moriyama, Tadashi Yamamoto, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Identification of Signature Genes Selectively Expressed in Mesenchymal Stem Cells Derived from Synovial Joint Tissues (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Takeshi Muneta, Ichiro Sekiya, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Nck, an Actin Cytoskeleton Modulator, Controls Expression of Osteocytic Genes, Phosphate Homeostasis by Regulating FGF23 Expression in Bone and Maintains Bone Mass (2012)
  • 著者名/発表者名: Smriti Aryal A.C, Kentaro Miyai, Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Tetsuya Nakamoto, Tony Pawson, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] TGF-β1 Decreases Ift88Expression in Chondrocytic Cell Line ATDC5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Makiri Kawasaki, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Tadayoshi Hayata, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Two Pore Channel2を介したリソソーム由来Ca2+による新たな破骨細胞分化制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也、江面陽一、野田政樹
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 一次繊毛タンパクBbs3は骨代謝に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真希理、中元哲也、納富拓也、早田匡芳、江面陽一、野田政樹
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 骨量制御の新転写後性分子機構:mRNAdeadenylaseであるCcr4-notcomplex構成因子Cnot3の欠失による高回転型の骨量減少の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺千穂、江面陽一、早田匡芳、中元哲也、納富拓也、森山啓司、野田政樹
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 骨芽細胞におけるGタンパク質共役型受容体(GPCR)によるRANKL制御の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 守屋秀一、早田匡芳、中元哲也、納富拓也、江面陽一、金子和夫、野田政樹
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ヒト骨髄および滑膜由来間葉系細胞において異なるCpGメチル化を示す遺伝子群の探索と骨軟骨細胞分化の制御に関わる転写因子群の抽出:RUNX2およびRUNX3,D+X5,ALX4遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江面陽一、早田匡芳、中元哲也、納富拓也、関谷一郎、宗田大、野田政樹
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Lysosomal Calcium Channel, TPC2, Regulates Osteoclastogenesis via Generation of Intracellular Ca2+ Response and Subsequent NFATc1 Localization: A Novel Mechanism of Osteoclastic Ca2+ Signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Parathyroid Hormone Stimulates Tob1 Expression in Osteoblastic Cells in vitro and in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Moriya
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Nck, an Actin Cytoskeleton Modulator, Controls Expression of Osteocytic Genes, Phosphate Homeostasis by Regulating FGF 23 Expression in Bone and Maintains Bone Mass (2012)
  • 著者名/発表者名: Smriti Aryal
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] TGF-β1 Decreases Ift88 Expression in Chondrocytic Cell Line ATDC5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Makiri Kawasaki,
  • 学会等名: ASBMR 2012
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
• [学会発表] Two Pore Channel 2を介したリソソーム由来Ca2+による新たな破骨細胞分化制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 一次繊毛タンパクBbs3は骨代謝に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 川崎真希理
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] mRNA deadenylase であるCcr4-not complex構成因子Cnot3の欠失による高回転型の骨量減少の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺千穂
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 骨芽細胞におけるGタンパク質共役型受容体(GPCR)によるRANKL制御の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 守屋秀一
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ヒト骨髄および滑膜由来間葉系細胞において異なるCpGメチル化を示す遺伝子群の探索と骨軟骨細胞分化の制御に関わる転写因子群の抽出：RUNX2およびRUNX3, D+X5, ALX4遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江面陽一
  • 学会等名: 第30回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Opto-functional control of intracellular RANKL transport/secretion in osteoblasts to enhance coupling with osteoclasts based on photo-energy conversion of molecularly-engineered channel-rhodopsin (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Miyuki Kuno, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, California, USA
• [学会発表] 光エネルギー変換による任意の時間・空間でのRANKL分泌制御法の確立 -膜電位変動によるRANKL分泌機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也、久野みゆき、江面陽一、野田政樹
  • 学会等名: 日本骨代謝学会 2011
  • 発表場所: 大阪国際会議場