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重力ベクトル・パラメータ変化を駆使した新たな骨代謝機構の解明

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 18H04986
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
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード重力 / メダカ / 骨 / 破骨細胞 / 骨代謝 / 骨芽細胞
研究実績の概要

生物において恒常性の維持は重要であるが、環境の変化からその破綻がみられる場合がある。その一つとして宇宙環境があり、宇宙飛行士が宇宙から帰還すると骨量の低下がみられる。このことから骨代謝の制御には重力が関与すると考えられるが、その機構は未だ明らかになっていない。本研究ではメダカに遺伝子改変を行い、骨代謝における重力の影響について解析と検討を行った。
メダカの宇宙環境利用実験で得られたRNAseqデータ解析からグルココルチコイドのシグナルに着目し、メダカの骨代謝におけるグルココルチコイドの役割について調べた。グルココルチコイド受容体ノックアウトマウスは胎生致死となるが、今回メダカでグルココルチコイド受容体遺伝子の1つを欠損した動物を作製したところ、生存することがわかった。このメダカのヒレの一部を骨折させて骨修復能を調べた結果、骨折部位に集まる破骨細胞と骨芽細胞が増加したことから、GR2が両細胞の動態を制御するという新たな知見を得た。(Azetsu et al, 2019)
メカノセンシングに関与すると考えられている髄鞘について解析を行うため、髄鞘が可視化して見えるmpz (myelin protein zero, p0)-EGFPトランスジェニックメダカを作製した。骨修復能を調べた結果、mpz陽性細胞がnerve上に集合してくる様子が観察された。さらにラパマイシン投与により、骨修復時における骨芽細胞とmpz陽性細胞のリクルートが抑制されることがわかった。(Dodo et al, 2020)
重力作用による硬組織形成への影響を調べるため、過剰な重力をメダカに与える実験系の構築を行った。約5倍の重力環境下でメダカを飼育した結果、脊椎骨が背側へ湾曲することがわかった。さらに、耳石形成にも異常がみられた。(Chatani et al, 2019)

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of lipid metabolism on mouse incisor dentinogenesis.2020

    • 著者名/発表者名
      Kurotaki, Y., Sakai, N., Miyazaki, T., Hosonuma, M., Sato, Y., Karakawa, A., Chatani, M., Myers, M., Suzawa, T., Negishi-Koga, T., Kamijo, R., Miyazaki, A., Maruoka, Y., Takami, M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 5102-5102

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61978-0

    • 関連する報告書
      2019 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] Effects of N-methyl-D-aspartate receptor antagonist MK-801 (dizocilpine) on bone homeostasis in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyohara S, Sakai N, Handa K, Yamakawa T, Ishikawa K, Chatani M, Karakawa A, Azetsu Y, Munakata M, Ozeki M, Negishi-Koga T, Takami M
    • 雑誌名

      J Oral Biosci

      巻: - 号: 2 ページ: 131-138

    • DOI

      10.1016/j.job.2020.03.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myelination during fracture healing in vivo in myelin protein zero (p0) transgenic medaka line2020

    • 著者名/発表者名
      Dodo Y, Chatani M, Azetsu Y, Hosonuma M, Karakawa A, Sakai N, Negishi-Koga T, Tsuji M, Inagaki K, Kiuchi Y, Takami M
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 133 ページ: 115225-115225

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115225

    • 関連する報告書
      2019 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] Biological Effects of Anti-RANKL Antibody and Zoledronic Acid on Growth and Tooth Eruption in Growing Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Isawa M, Karakawa, Sakai N, Nishina S, Kuritani M, Chatani M, Negishi-Koga T, Sato M, Inoue M, Shimada Y, Takami M
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 19895-19895

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56151-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of monocarboxylate transporter subtypes in promotion and suppression of osteoclast differentiation and survival on bone.2019

    • 著者名/発表者名
      Imai H, Yoshimura K, Miyamoto Y, Sasa K, Sugano M, Chatani M, Takami M, Yamamoto M, Kamijo R
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9 号: 1 ページ: 15608-15608

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52128-2

    • 関連する報告書
      2019 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] Bone loss caused by dopaminergic degeneration and levodopa treatment in Parkinson’s disease model mice2019

    • 著者名/発表者名
      Handa Kazuaki、Kiyohara Shuichi、Yamakawa Tomoyuki、Ishikawa Koji、Hosonuma Masahiro、Sakai Nobuhiro、Karakawa Akiko、Chatani Masahiro、Tsuji Mayumi、Inagaki Katsunori、Kiuchi Yuji、Takami Masamichi、Negishi-Koga Takako
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 13768-13768

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50336-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Delphinidin-Enriched Maqui Berry Extract Improves Bone Metabolism and Protects against Bone Loss in Osteopenic Mouse Models2019

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Masahiro、Maeda Toyonobu、Chatani Masahiro、Handa Kazuaki、Yamakawa Tomoyuki、Kiyohara Shuichi、Negishi-Koga Takako、Kato Yasumasa、Takami Masamichi、Niida Shumpei、Lang Stefanie、Kruger Marlena、Suzuki Keiko
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 8 号: 9 ページ: 386-386

    • DOI

      10.3390/antiox8090386

    • 関連する報告書
      2019 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] Hypergravity induces vertebrae and otolith deformation in medaka fish2019

    • 著者名/発表者名
      Chatani M, Mitsuhashi A, Dodo Y, Sakai N, and Takami M
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space

      巻: 33 号: 0 ページ: 12-17

    • DOI

      10.2187/bss.33.12

    • NAID

      130007705239

    • ISSN
      0914-9201, 1349-967X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Treatment with synthetic glucocorticoid impairs bone metabolism, as revealed by in vivo imaging of osteoblasts and osteoclasts in medaka fish2019

    • 著者名/発表者名
      Azetsu, Y., Chatani M, Dodo Y, Karakawa A, Sakai N, Negishi-Koga T, Takami M
    • 雑誌名

      Biomed Pharmacother

      巻: 118 ページ: 109101-109101

    • DOI

      10.1016/j.biopha.2019.109101

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      2018 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
      2018 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of tooth replacement mechanism using genetically modified medaka fish2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Chatani, Yuki Azetsu, Yusuke Dodo, Nobuhiro Sakai, Akira Kudo, Masamichi Takami
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会 日韓合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メダカの宇宙適応を基盤とした骨研究2019

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏
    • 学会等名
      第33回日本宇宙生物科学会 受賞講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 重力が破骨細胞分化過程に及ぼす影響の解析2019

    • 著者名/発表者名
      茶谷 昌宏、高見 正道
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会 第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変メダカを用いたグルココルチコイドの骨代謝制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季、茶谷 昌宏、百々 悠介、高見 正道
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会 第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 髄鞘を標識したメダカを用いた重力応答機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      百々悠介、茶谷 昌宏、畔津 佑季、稲垣 克記、木内 祐二、高見 正道
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会 第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メダカのinvivoイメージングシステムを用いた骨代謝に対するグルココルチコイドの作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季、茶谷 昌宏、古賀 貴子、坂井 信裕、唐川 亜希子、高見 正道
    • 学会等名
      第5回日本骨免疫学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 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
      2018 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
      2018 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
      2018 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
      2018 実績報告書
  • [図書] Handbook of Space Pharmaceuticals2019

    • 著者名/発表者名
      Chatani M, Kudo A
    • 出版者
      Springer, Switzerland
    • ISBN
      9783030055264
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 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
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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