神経－膜電位変動を軸とする運動力学的刺激伝達機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26282182
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 大阪歯科大学
• 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): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 骨代謝 / 細胞膜電位 / イオンチャネル / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 光遺伝学 / 力学的刺激 / 運動負荷 / 骨リモデリング / 膜電位

研究成果の概要

老化や閉経に伴う骨粗鬆症患者数は1000万人といわれ、高齢化社会をむかえて、その患者数は増加し続けている。この治療・予防に運動のような力学的刺激は有効であると報告されている。本研究では、力学的刺激・神経系・細胞膜電位変動の関係について検討するために、光作動性膜電位操作分子を骨芽細胞・破骨細胞に組み入れるとともに、細胞膜電位を指標とした分子スクリーニングにより、数種類の標的分子を同定した。また、生体内での影響を検討するために、Invivo transfectionもしくは細胞移植をおこない、神経系による骨力学的刺激伝達機構に神経伝達物質受容体と細胞膜電位変動の関与を明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] シェフィールド大学(英国)
• [雑誌論文] Mice Deficient in CIZ/NMP4 Develop an Attenuated Form of K/BxN-Serum Induced Arthritis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto T, Izu Y, Kawasaki M, Notomi T, Hayata T, Noda M, Ezura Y.
  • 雑誌名: J Cell Biochem. 巻: 117 号: 4 ページ: 970-977
  • DOI: 10.1002/jcb.25382
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Membrane depolarization regulates intracellular RANKL transport in non-excitable osteoblasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Notomi T, Kuno M, Ezura Y, Honma M, Ishizuka T, Ohura K, Yao H and Noda M.
  • 雑誌名: Bone 巻: 81 ページ: 306-314
  • DOI: 10.1016/j.bone.2015.07.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zinc-induced effects on osteoclastogenesis involve activation of hyperpolarization-activated cyclic nucleotide modulated channels via changes in membrane potential (2015)
  • 著者名/発表者名: Notomi T, Kuno M, Ohura K, Noda M and Skerry TM
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 30 号: 9 ページ: 1618-1626
  • DOI: 10.1002/jbmr.2507
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nck influences preosteoblastic/osteoblastic migration and bone mass (2015)
  • 著者名/発表者名: Aryal Smriti, Kentaro Miyai, Yayoi Izu, Tadayoshi Hayata, Takuya Notomi, Masaki Noda, Yoichi Ezura
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 112 号: 50 ページ: 15432-7
  • DOI: 10.1073/pnas.1518253112
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TGF-Beta Suppresses Ift88 Expression in Chondrocytic ATDC5 Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, M., Ezura, Y., Hayata, T., Notomi, T., Izu, Y., and Noda, M.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: - 号: 11 ページ: 2788-95
  • DOI: 10.1002/jcp.25005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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: Yamada, T., Ezura, Y., Hayata, T., Moriya, S., Shirakawa, J., Notomi, T., Arayal, S., Kawasaki, M., Izu, Y., Harada, K., and Noda, M.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Biochemistry 巻: 116 号: 6 ページ: 1144-52
  • DOI: 10.1002/jcb.25071
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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
• [学会発表] Changes in membrane potential regulates RANKL intracellular transport via voltage-gated calcium channels in osteoblasts (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Miyuki Kuno, Akiko Hiyama, Yoichi Ezura, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda
  • 学会等名: ASBMR2016
  • 発表場所: Georgia World Congress Center (Atlanta, Georgia, USA)
  • 年月日: 2016-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] Zinc-induced effects on osteoclastogenesis involves activation of HCN channels via changes in membrane potential (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Miyuki Kuno, Akiko Hiyama, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda, Timothy M. Skerry
  • 学会等名: ASBMR2015
  • 発表場所: ワシントン州、米国
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane depolarization regulates intracellular RANKL transport in non-excitable osteoblasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi, Miyuki Kuno, Yoichi Ezura, Kiyoshi Ohura, Masaki Noda
  • 学会等名: 13th Congress of the International Society of Bone Morphometry
  • 発表場所: 東京、日本
  • 年月日: 2015-04-28
  • 国際学会
• [学会発表] TGF-beta impairs cilia morphology via suppression of Ift88 expression in chondrocytic ATDC5 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Makiri Kawasaki, Tadayoshi Hayata, Tetsuya Nakamoto, Takuya Notomi, Shiichi Moriya, Takayuki Yamada, Yayoi Izu, Yoichi Ezura, Masaki Noda
  • 学会等名: 13th Congress of the International Society of Bone Morphometry
  • 発表場所: 東京、日本
  • 年月日: 2015-04-28
  • 国際学会
• [学会発表] BMP-induced alkaline phosphatase expression in osteoblast-like MC3T3E1 cells is suppressed by β2 adrenergic receptor activation (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
  • 学会等名: 13th Congress of the International Society of Bone Morphometry
  • 発表場所: 東京、日本
  • 年月日: 2015-04-28
  • 国際学会
• [学会発表] Morphological and dynamic analysis of migration linked to FUCCI-indicated cell cycle under the influence of PTH and mechanical flow signals (2015)
  • 著者名/発表者名: Jumpei Shirakawa, Yoichi Ezura, Shuichi Moriya, Makiri Kawasaki, Takayuki Yamada, Takuya Notomi, Tadayoshi Hayata, Atsushi Miyawaki, Ken Omura, Masaki Noda
  • 学会等名: 13th Congress of the International Society of Bone Morphometry
  • 発表場所: 東京、日本
  • 年月日: 2015-04-28
  • 国際学会
• [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