光操作－膜電位制御－による骨細胞機能・骨代謝機構コントロール

• 研究課題/領域番号: 25670638
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 大阪歯科大学 (2014); 東京医科歯科大学 (2013)
• 研究代表者: 納富 拓也 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (70542249)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 骨代謝 / 力学的刺激

研究成果の概要

老化にともなう骨疾患や骨粗鬆症は1000万人を超えると推定される。この運動器疾患を治療・予防するために、いままでの研究成果を基にして骨組織における細胞膜電位とイオンチャネルの役割を検討してきた。本研究では、骨細胞における細胞機能操作を可能とするために、光作動性膜電位操作分子を用いて骨細胞の細胞機能制御を検討した。具体的には、光作動性イオンチャネル・ポンプを導入することで、骨細胞での膜電位制御を電気生理学的に検討するとともに、培養条件下での光照射により、骨細胞機能の一部の制御を可能とした。その結果、光照射による骨細胞の膜電位制御と機能操作が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] TGF-Beta Suppresses Ift88 Expression in Chondrocytic ATDC5 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Makiri Kawasaki, Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Yayoi Izu, Masaki Noda
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zinc-induced effects on osteoclastogenesis involves activation of hyperpolarization-activated cyclic nucleotide modulated channels via changes in membrane potential (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi (Corresponding author), Miyuki Kuno, Akiko Hiyama, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda, Timothy M. Skerry
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] β2 Adrenergic receptor activation suppresses BMP-induced alkaline phosphatase expression in osteoblast-like MC3T3E1 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Yamada, Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Shuichi Moriya, Jumpei Shirakawa, Takuya Notomi, Smriti Aryal, Makiri Kawasaki, Yayoi Izu, Kiyoshi Harada, Masaki Noda
  • 雑誌名: J Cell Biochem 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PTH regulates β2-adrenergic receptor expression in osteoblast-like MC3T3-E1 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Moriya, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Smriti Aryal, Testuya Nakamoto, Yayoi Izu, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Jumpei Shirakawa, Kazuo Kaneko, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 雑誌名: J Cell Biochem 巻: 116 ページ: 142-148
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Insulinogenic sucrose + amino acid mixture ingestion immediately after resistance exercise has an anabolic effect on bone compared with non-insulinogenic fructose + amino acid mixture in growing rats (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi (Corresponding author), Ikuaki Karasaki, Yuichi Okazaki, Nobukazu Okimoto, Yushi Kato, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda, Toshitaka Nakamura, Masashige Suzuki
  • 雑誌名: Bone 巻: 65 ページ: 42-48
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Migration linked to FUCCI-indicated cell cycle is controlled by PTH and mechanical stress (2014)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Shirakawa, Yoichi Ezura, Shuichi Moriya, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Takuya Notomi, Tetsuya Nakamoto, Tadayoshi Hayata, Atsushi Miyawaki, Ken Omura, Masaki Noda
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of mRNA influences osteoporotic bone mass via Cnot3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Chiho Watanabe, Masahiro Morita, Yoichi Ezura, Tetsuya Nakamoto, Tadayoshi Hayata, Chisato Kikuguchi, Li Xue, Yasuhiro Kobayashi, Naoyuki Takahashi, Takuya Notomi, Keiji Moriyama, Tadashi Yamamoto, Masaki Noda
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 111 ページ: 2692-7
  • 査読あり
• [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 ページ: 172-8
  • 査読あり
• [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 ページ: 1397-1403
  • 査読あり
• [雑誌論文] 骨研究フロンティア-基礎から臨床まで- 骨形成・骨吸収における関連因子の働き (2013)
  • 著者名/発表者名: 野田政樹、江面陽一、早田匡芳、守屋秀一、白川純平、Smiriti Arayal、納富拓也、渡辺千穂、長尾雅史、羽生亮
  • 雑誌名: 日本臨牀 巻: 71 ページ: 161-166
• [学会発表] レジスタンス運動直後のインスリン高刺激性糖摂取は、インスリン低刺激性糖摂取に比べて骨量・骨強度を増大させる (2014)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也、大浦清、野田政樹
  • 学会等名: 第56回 歯科基礎医学会
  • 発表場所: 福岡県、福岡市、福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] スフィンゴシン1リン酸はin vitroの破骨細胞形成系において分化促進する (2014)
  • 著者名/発表者名: 天野均、納富拓也、大浦清
  • 学会等名: 第56回 歯科基礎医学会
  • 発表場所: 福岡県、福岡市、福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Insulinogenic sucrose+amino acids mixture ingestion immediately after resistance exercise has an anabolic effect on bone compared with non-insulinogenic fructose+amino acids mixture in growing rats (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Ikuaki Karasaki, Yuichi Okazaki, Nobukazu Okimoto, Yushi Kato, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda, Toshitaka Nakamura, Masashige Suzuki
  • 学会等名: ASBMR 2014
  • 発表場所: テキサス州、米国
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] Preferentially expressed genes in synovium derived stromal cells include atypical genes not expressed highly in mouse synovium but in embryonic cartilages (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Ichiro Sekiya, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2014
  • 発表場所: テキサス州、米国
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] レジスタンス運動直後のインスリン高刺激性糖（砂糖）＋アミノ酸溶液摂取は、インスリン低刺激性糖（果糖）＋アミノ酸溶液摂取に比べて骨量・骨強度を増大させる (2014)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也、唐崎郁晃、岡崎雄一、沖本信和、加藤雄士、大浦清、野田政樹、中村利孝、鈴木正成
  • 学会等名: 第32回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 大阪府、大阪市、大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-25
• [学会発表] 培養軟骨細胞ATDC5において、TGF-beta1は一次繊毛構成遺伝子Ift88の発現を抑制し、一次繊毛を短縮させる (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎真希理、早田匡芳、中元哲也、納富拓也、江面陽一、野田政樹
  • 学会等名: 第32回 日本骨代謝学会
  • 発表場所: 大阪府、大阪市、大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-25
• [学会発表] Depolarizing Membrane Potential by PTH and VD3 Regulates RANKL-intracellular Transportation; A Novel Mechanism of PTH- and VD3-induced Osteoclastogenesis
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Miyuki Kuno, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] Genes significantly highly expressed in synovium derived stromal cells than in bone marrow derived cells are conserved both in mouse and human, and may contribute to higher potential for chondrogenic differentiation
  • 著者名/発表者名: Yoichi Ezura, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Ichiro Sekiya, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] PTH Additively Enhances The Mechanical Stress-induced Proliferation of Calvarial Osteoblasts
  • 著者名/発表者名: Jumpei Shirakawa, Yoichi Ezura, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Shuichi Moriya, Takuya Notomi, Tadayoshi Hayata, Ken Omura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] TGF-β1 inhibits maturation of chondrogenic cell line ATDC5 by impeding canonical hedgehog signaling through direct down-regulation of ciliary component gene Ift88
  • 著者名/発表者名: Makiri Kawasaki, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Tadayoshi Hayata, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] Tob1, a BMP repressor, is activated by parathyroid hormone in osteoblasts in vitro and in vivo and reciprocally regulates PTH signaling
  • 著者名/発表者名: Shuichi Moriya, Tadayoshi Hayata, Jumpei Shirakawa, Makiri Kawasaki, Takuya Notomi, Yoichi Ezura, Kazuo Kaneko, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] β2Adrenergic Receptor agonist suppresses BMP-induced osteoblastic differentiation in MC3T3E-1 cells while epinephrine modulates it differently
  • 著者名/発表者名: Takayuki Yamada, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Yoichi Ezura, Kiyoshi Harada, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR 2013
  • 発表場所: メリーランド州、米国
• [学会発表] 破骨細胞分化段階における細胞内Ca2+動態とイオンチャネルの役割
  • 著者名/発表者名: 納富拓也、江面陽一、野田政樹
  • 学会等名: 日本薬理学会年会 2014
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 招待講演
• [学会発表] 滑膜・半月板および靭帯由来間葉系幹細胞における選択的発現遺伝子の同定
  • 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: 日本骨代謝学会 2014
  • 発表場所: 神戸国際会議場