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2020 年度 実施状況報告書

骨と歯の恒常性維持機構におけるグルココルチコイドの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K18465
研究機関昭和大学

研究代表者

畔津 佑季  昭和大学, 歯学部, 助教 (00812190)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードメダカ / 骨代謝 / グルココルチコイド / in vivoイメージング / 破骨細胞 / 骨芽細胞
研究実績の概要

グルココルチコイド(GC)は副腎皮質から産生されるステロイドホルモンの1つである。その薬理学的な作用からGCの合成製剤は炎症・自己免疫疾患の治療薬として有用であるが、長期間のGC治療は副作用として骨代謝に悪影響を及ぼす。また歯の発生や恒常性維持への関与も示唆されているためこれらの機序解明は重要課題であるが、骨や歯の恒常性維持とGCとの関連性には不明な点が多い。
メダカは身体の透明度が高く、生きたまま顕微鏡下で骨や細胞を観察することができる (Chatani et al., Dev Biol 2011)。メダカには2種類のGC受容体(GR1とGR2)があり、その中でもGR2はメダカの主要なGCシグナルを担うとされている。申請者らは人工RNA (CRISPR-Cas9)を用いたゲノム編集技術で全身性GR2遺伝子欠損メダカを作製し、その尾ヒレを骨折させたところ、骨修復のために動員されてくる破骨細胞と骨芽細胞が野生型メダカよりも増加することを明らかにした (Azetsu et al., Biomed Pharmacother 2019)。これはGR2が破骨細胞と骨芽細胞の動態に関与することを示唆しているが、骨代謝に対する内在性GCの生理的役割を理解するにはGCシグナルを完全に遮断することが望ましい。
本研究では申請者らが新たに作製した全身性GCシグナル関連遺伝子欠損メダカを全身性GR2遺伝子欠損メダカと掛け合わせ、そのメダカの骨形態を解析したところ一部の骨で形態が変化することがわかった。またGCシグナルを阻害する薬剤の投与実験も行った。現在、GCシグナル下流の遺伝子発現量を確認しながら投与間隔や濃度などの条件検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

全身性GCシグナル関連遺伝子欠損メダカと全身性GR2遺伝子欠損メダカの掛け合わせから、一部の骨においてGCシグナルが骨形態に影響を及ぼすという新たな知見を得た。また別の全身性GCシグナル関連遺伝子欠損メダカも作製している。今後このメダカと骨の細胞で特異的に蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変メダカとを掛け合わせ骨の生体イメージング解析を行うことで、骨代謝や骨形態、細胞動態に対するGCシグナルのより詳細な機能が明らかになると期待している。

今後の研究の推進方策

骨の細胞で特異的に蛍光タンパク質を発現する全身性GCシグナル関連遺伝子欠損メダカを用いて骨や歯を形態解析や遺伝子発現解析を行う。また全身性GR2遺伝子欠損メダカとの掛け合わせや、GCシグナルを阻害する薬剤の投与実験を行うことでGCシグナルを遮断したメダカモデルを作製する。

次年度使用額が生じた理由

作製した遺伝子改変メダカから新たな知見が得られたため、この結果を元に次年度は遺伝子改変メダカのタンパク質・mRNA局在解析をより多角的に検討すべく追加で様々な抗体を購入したいと考えている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] メダカからひも解く骨の科学2020

    • 著者名/発表者名
      畔津佑季、百々悠介、髙見正道、茶谷昌宏
    • 雑誌名

      整形・災害外科9月

      巻: 63 ページ: p1417-1422

  • [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 Shuichi、Sakai Nobuhiro、Handa Kazuaki、Yamakawa Tomoyuki、Ishikawa Koji、Chatani Masahiro、Karakawa Akiko、Azetsu Yuki、Munakata Motohiro、Ozeki Masahiko、Negishi-Koga Takako、Takami Masamichi
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: 62 ページ: 131~138

    • DOI

      10.1016/j.job.2020.03.003

    • 査読あり
  • [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 Yusuke、Chatani Masahiro、Azetsu Yuki、Hosonuma Masahiro、Karakawa Akiko、Sakai Nobuhiro、Negishi-Koga Takako、Tsuji Mayumi、Inagaki Katsunori、Kiuchi Yuji、Takami Masamichi
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 133 ページ: 115225~115225

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115225

    • 査読あり
  • [学会発表] 高コレステロール食によって誘発されるマウス骨量低下の解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤ゆり絵,坂井信裕,黒滝優太朗,細沼雅弘,唐川亜希子,畔津佑季,茶谷昌宏,髙見正道
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] 遺伝子改変メダカを用いた骨折治癒過程における髄鞘と骨芽細胞の機能解明2020

    • 著者名/発表者名
      百々 悠介、茶谷 昌宏、石川 紘司、畔津 佑季、永井 隆士、木内 祐二、高見 正道、稲垣 克記
    • 学会等名
      第40回日本骨形態計測学会
  • [学会発表] 骨および歯の恒常性維持におけるグルココルチコイド受容体の機能-遺伝子改変メダカを用いた解析-2020

    • 著者名/発表者名
      畔津 佑季、茶谷 昌宏、唐川 亜希子、坂井 信裕、髙見 正道
    • 学会等名
      第142回 日本薬理学会関東部会
  • [学会発表] 脂質の過量摂取が歯の恒常性維持機構に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 信裕、黒滝 優太朗、佐藤 ゆり絵、畔津 佑季、唐川 亜希子、茶谷 昌宏、髙見 正道
    • 学会等名
      第142回 日本薬理学会関東部会

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公開日: 2021-12-27  

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