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メダカを用いた破骨-造骨連動における重力応答機構の解明

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01635
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関昭和大学

研究代表者

茶谷 昌宏  昭和大学, 歯学部, 助教 (80628628)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード破骨細胞 / 重力 / メダカ / 骨生物学
研究実績の概要

骨は形成と吸収を繰り返すことで恒常性を維持する。宇宙という無重力状態になると骨量が減少するため恒常性維持には重力が重要であると考えられる。本研究では国際宇宙ステーションで行った実験結果をまとめあげ、発現遺伝子のデータを基盤として、地上実験を進めた。
重力影響を調べるため加重力環境でメダカを飼育する実験系を作り骨組織の形成をマイクロCTを用いて詳細に調べた。その結果、背骨が曲がる変形が見られ、三半規管に存在する耳石の形成異常が観察された。重力環境が骨組織の形成を制御していることが示された。骨芽細胞と破骨細胞が光る遺伝子改変メダカで調べると、これらの細胞に異常がみられることが示された。
無重力環境下における骨吸収活性化に対してグルココルチコイドシグナルの関与が示唆されたこと、またグルココルチコイドの骨に対する生理学的・病理学的作用は十分に解明されていないという研究背景から、グルココルチコイドシグナルが骨代謝に及ぼす影響に注目し、骨に関連する遺伝子改変メダカを用いることで未知なる骨吸収機構の解析を試みた。破骨細胞の分化や活性に関連する遺伝子改変メダカの作製と、メダカの鰭条骨を骨折させて、その部位に出現する破骨細胞と骨芽細胞を経時観察できる骨折修復モデルを用いて骨吸収機構を調べた。メダカ骨代謝においてグルココルチコイドがどのように作用するか調べるために、メダカにグルココルチコイド製剤を濃度別に投与する実験を行ったところ、グルココルチコイド製剤は骨代謝が盛んな咽頭歯骨で濃度依存的に破骨細胞と骨芽細胞を減少させることが示唆された。グルココルチコイド受容体欠損メダカを作製したところ、骨折によって動員される破骨細胞と骨芽細胞の量に変化が生じ、骨代謝にグルココルチコイドシグナルが重要であることが示された。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Anti-mouse RANKL Antibodies Inhibit Alveolar Bone Destruction in Periodontitis Model Mice2018

    • 著者名/発表者名
      Kuritani M, Sakai N, Karakawa A, Isawa M, Chatani M, Negishi-Koga T, Funatsu T, Takami M.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 41 号: 4 ページ: 637-643

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00026

    • NAID

      130006602562

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 400㎞上空の生きた細胞を見る2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 50 ページ: 38-39

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メダカ骨芽細胞/破骨細胞の微小重力環境に対する初期応答2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 雑誌名

      White

      巻: 6 ページ: 69-70

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 遺伝子改変メダカから見える骨代謝2017

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏
    • 雑誌名

      骨粗鬆症治療(先端医学社)

      巻: 16

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Acute transcriptional up-regulation specific to osteoblasts/osteoclasts in medaka fish immediately after exposure to microgravity2016

    • 著者名/発表者名
      Chatani M et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 39545-39545

    • DOI

      10.1038/srep39545

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The potential of medaka fish to uncover mechanisms of gravity response.2018

    • 著者名/発表者名
      Chatani M
    • 学会等名
      15th Korea-Japan Joint Seminar on Space Environment Utilization Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メダカ骨芽細胞/破骨細胞の微小重力環境に対する初期応答2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 学会等名
      第5回臨床骨ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of gravity change on medaka fish hard tissues.2018

    • 著者名/発表者名
      Chatani M, Mitsuhashi A, Dodo Y, Azetsu Y, Sakai N, Kudo A, Takami M
    • 学会等名
      29th Australian and New Zealand Bone and Mineral Society (ANZBMS) ANNUAL SCIENTIFIC MEETING
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重力が歯と骨の恒常性に及ぼす作用-メダカを用いた加重力実験2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏, 三橋 あい子, 畔津 佑季, 坂井 信裕, 工藤 明, 高見 正道
    • 学会等名
      第36回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重力変化がメダカの硬組織に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 学会等名
      第347回昭和大学学士会例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Acute transcriptional control specific to osteoblasts/osteoclats in medaka fish immediately after exposure to microgravity2017

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏
    • 学会等名
      International Symposium on Living In Space 2017
    • 発表場所
      一橋講堂
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メダカは微小重力環境にどのような影響を受け、適応したのか2016

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 学会等名
      宇宙生物科学会第30回大会
    • 発表場所
      愛知医科大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-vivo behaviors of pre-osteoclasts in c-fms transgenic and knock-out medaka fish2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Chatani, Kazushi Aono, Masamichi takami, Akira Kudo
    • 学会等名
      26th Australian and New Zealand Bone and Mineral Society Annual Scientific Meeting
    • 発表場所
      Gold Coast Convention and Exhibition Centre, Australia
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The potential of medaka fish to uncover mechanisms of bone modeling and remodeling2016

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 学会等名
      Bone Biology Forum
    • 発表場所
      クロスウェーブ幕張、千葉
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子改変メダカから考える骨代謝2016

    • 著者名/発表者名
      茶谷昌宏
    • 学会等名
      第15回松本ボーンフォーラム
    • 発表場所
      信州大学、松本
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Handbook of Space Pharmaceuticals2019

    • 著者名/発表者名
      Chatani M, Kudo A
    • 総ページ数
      1800
    • 出版者
      Springer, Switzerland
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Zebrafish, Medaka and Other Small Fishes.2018

    • 著者名/発表者名
      Chatani M, Kudo A
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      Springer, Singapore.
    • ISBN
      9789811318788
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2019-12-27  

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