骨細胞・骨細管系による骨基質ミネラル維持機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21390488
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 網塚 憲生 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (30242431)
• 研究分担者: 李 敏啓 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (60447612)
• 連携研究者: 織田 公光 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10122681) ; 宇田川 信之 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (70245801)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 細胞・組織 / 解剖学 / 骨細胞 / 骨 / 歯学

研究概要

本研究の目的は、骨に無数に張りめぐらされている骨細胞ネットワーク(骨細胞・骨細管系)が骨基質ミネラルの調節・維持および骨リモデリングに対してどのような細胞学的作用を示すのかin vivoで解明することである。本研究によって明らかにされた点は以下である。1)骨細胞・骨細管系の配列における幾何学的規則性は、成熟骨である皮質骨で発達しており、そのような規則的に配列した骨細胞からはスクレロスチンやFGF23といった因子が多量に産生されること、2)オステオプロテジェリン遺伝子欠損マウスやklotho遺伝子欠損マウスといった骨代謝回転が異常を示す状態では、骨細胞・骨細管系の配列が不規則となり、DMP-1やスクレロスチンなどの産生が影響を受けることも明らかにしている。3)さらに、規則的な骨細管系に存在する骨細胞は、副甲状腺ホルモンに反応して、周囲の骨基質ミネラルを溶出する可能性も得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Bone-Orchestrating Cells, Osteocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hongo H., Hasegawa T., Sasaki M., Suzuki R., Yamada T., Shimoji S., Yamamoto T., Amizuka N
  • 雑誌名: Hokkaido Journal of Dental Science 巻: 32 ページ: 93-103
• [雑誌論文] Structure and formation of the twisted plywood pattern of collagen fibrils in rat lamellar bone (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T., Hasegawa T., Sasaki M., Hongo H., Guo Y., Tabata C., Liu Z., Li M., Amizuka N
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 61 ページ: 113-121
• [雑誌論文] Histological aspects of epiphyseal cartilage calcification and endochondral ossification (2012)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N., Hasegawa T., Oda K., Freitas PHL., Hoshi K., Li M., Ozawa H
  • 雑誌名: Front Biosci 巻: E4 ページ: 2085-2100
• [雑誌論文] The distribution of osteocytic lacunar-canalicular system, and immunolocalization of FGF23 and sclerostin in osteocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N., Hongo H., Sasaki M., Hasegawa T., Suzuki R., Tabata C., Ubaidus S., Masuki H., Guo Y., Freitas PHL., Oda K., Li M
  • 雑誌名: J Oral Biosci 巻: 54 ページ: 37-42
• [雑誌論文] A morphological analysis on the osteocytic lacunar canalicular system in bone surrounding dental implants (2011)
  • 著者名/発表者名: Haga M., Nozawa-Inoue K., Li M., Oda K., Yoshie S., Amizuka N., Maeda T
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 294(6) ページ: 1074-1082
• [雑誌論文] Eldecalcitol, a second-generation vitamin D analog, drives bone minimodeling and reduces osteoclastic number in trabecular bone of ovariectomized rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Freitas PHL., Hasegawa T., Takeda S., Sasaki M., Tabata C., Oda K., Li M., Saito H., Amizuka N
  • 雑誌名: Bone 巻: 49(3) ページ: 335-342
• [雑誌論文] Morphological assessment of bone mineralization in tibial metaphyses of ascorbic acid-deficient ODS rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T., Li M., Hara K., Sasaki M., Tabata C., Freitas PHL., Hongo H., Suzuki R., Kobayashi M., Inoue K., Yamamoto T., Oohata N., Oda K., Akiyama Y., Amizuka N
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 32(4) ページ: 259-269
• [雑誌論文] Incorporation of tenascin-C into the extracellular matrix by periostin underlies an extracellular meshwork architecture (2010)
  • 著者名/発表者名: Kii I., Nishiyama T., Li M., Matsumoto K., Saito M., Amizuka N., Kudo A
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285(3) ページ: 2028-2039
• [雑誌論文] FGFR3 down-regulates PTH/PTHrP receptor gene expression by mediating JAK/STAT signaling in chondrocytic cell line (2010)
  • 著者名/発表者名: Li M., Seki Y., Freitas PHL., Nagata M., Kojima T., Sultana S., Ubaidus S., Maeda T., Shimomura-Kuroki J., Henderson J., Tamura M., Liu Z., Guo Y., Yamamoto T., Oda K., Takagi R., Amizuka N
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 59(3) ページ: 227-236
• [雑誌論文] Ultrastructural observation on cells meeting the histological criteria for preosteoblasts . a study in the mouse tibial metaphysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Narimatsu K., Li M., Freitas PHL., Sultana S., Ubaidus S., Kojima T., Liu Z., Guo Y., Suzuki R., Yamamoto T., Oda K., Amizuka N
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 59(5) ページ: 427-436
• [雑誌論文] Periostin associates with Notch1 precursor to maintain Notch1 expression under a stress condition in mouse cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanabe H., Takayama I., Nishiyama T., Shimazaki M., Kii I., Li M., Amizuka N., Katsube K., Kudo A
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 5(8) ページ: e12234
• [雑誌論文] Ultrastructural Assessment of Mineral Crystallization and Collagen Mineralization in Bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Li M., Hasegawa T., Masuki H., Liu Z., Guo Y., Suzuki R., Yamamoto T., Freitas PHL., Amizuka N
  • 雑誌名: J Oral Biosci 巻: 52(2) ページ: 94-99
• [雑誌論文] Immunolocalization of DMP1 and sclerostin in the epiphyseal trabecule and diaphyseal cortical bone of osteoprotegerin deficient mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Masuki H., Li M., Hasegawa T., Suzuki R., Guo Y., Liu Z., Oda K., Yamamoto T., Kawanami M., Amizuka N
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 31(5) ページ: 307-318
• [雑誌論文] Type IIc sodium-dependent phosphate transporter regulates calcium metabolism (2009)
  • 著者名/発表者名: Segawa H., Onitsuka A., Kuwahata M., Hanabusa E., Furutani J., Kaneko I., Tomoe Y., Aranami F., Matsumoto N., Ito M., Matsumoto M., Li M., Amizuka N., Miyamoto K
  • 雑誌名: J Am Soc Nephrol 巻: 20(1) ページ: 104-113
• [雑誌論文] Npt2a and Npt2c in mice play distinct and synergistic roles in inorganic phosphate metabolism and skeletal development (2009)
  • 著者名/発表者名: Segawa H., Onitsuka A., Furutani J., Kaneko I., Aranami F., Matsumoto N., Tomoe Y., Kuwahata M., Ito M., Matsumoto M., Li M., Amizuka N., Miyamoto K
  • 雑誌名: Am J Physiol Renal Physiol 巻: 297(3) ページ: F671-678
• [雑誌論文] FGF23 is mainly synthesized by osteocytes in the regularly distributed osteocytic lacunar canalicular system established after physiological bone remodeling (2009)
  • 著者名/発表者名: Ubaidus S., Li M., Sultana S., de Freitas PH., Oda K., Maeda T., Takagi R., Amizuka N
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 58(6) ページ: 381-392
• [雑誌論文] Intermittent PTH administration stimulates pre-osteoblastic proliferation without leading to enhanced bone formation in osteoclast-less c-fos(-/-) mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Freitas PHL., Li M., Ninomiya T., Nakamura M., Ubaidus S., Oda K., Udagawa N., Maeda T., Takagi R., Amizuka N
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 24(9) ページ: 1586-1597
• [雑誌論文] Warfarin administration disrupts the assembly of mineralized nodules in the osteoid (2009)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N., Li M., Hara K., Kobayashi M., de Freitas PH., Ubaidus S., Oda K., Akiyama Y
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 58(2) ページ: 55-65
• [学会発表] 骨細胞の細胞生理学における形態学的アプローチ.大会企画シンポジウム「骨形成と骨吸収の先端研究から探る、骨修復促進のストラテジー」 (2012)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N., Hongo H., Sasaki M., Hasegawa T
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館(松本)
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] Histochemical examination on the distribution of DMP-1, MGP and osteocalcin in klotho^<-/-> mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M., Tabata C., Hasegawa T., Li M.,Yamamoto T., Inoue N., Amizuka N
  • 学会等名: The American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR) 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20110916-20
• [学会発表] 骨細胞機能における形態学的アプローチ.Meet-the-experts (2011)
  • 著者名/発表者名: 網塚憲生
  • 学会等名: 第29回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪)
  • 年月日: 20110728-30
• [学会発表] Invited speaker Histological assessment for the biological functions of PTH and PTHrP in skeletal tissue (2011)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N
  • 学会等名: Research Unit of Metabolic bone disease in Korean Endocrine Society
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 20110722-24
• [学会発表] 骨細胞の機能における形態学的知見.シンポジウム「骨基質ミネラル調節における生理学と形態学」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 網塚憲生、長谷川智香、佐々木宗輝、田幡千尋、山本恒之、李敏啓、和田悟史
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会第116回日本解剖学会総会・全国学術集会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター(横浜)
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] Long-term response of the bone to the titanium implant in the rat maxilla (2010)
  • 著者名/発表者名: Haga M., Nozawa-Inoue K., Li M., Yoshie S., Amizuka N., Maeda T
  • 学会等名: The 6th Congress of the Asian Academy of Osseointegration
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20101112-14
• [学会発表] Klotho遺伝子欠損マウスの脛骨骨端部における骨細胞産生蛋白の局在について (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木宗輝、李敏啓、増木英郎、長谷川智香、田幡千尋、織田公光、山本恒之、井上農夫男、網塚憲生
  • 学会等名: 第52回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] オステオプロテジェリン遺伝子欠損マウスにおける骨細胞産生蛋白の局在 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増木英郎、李敏啓、郭頴、長谷川智香、柳鋳晟、鈴木礼子、織田公光、山本恒之、川浪雅光、網塚憲生
  • 学会等名: 第52回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] Histological assessment for PTH/PTHrP signaling on osteoblasts (2010)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N., Li M., Freitas PHL., Liu Z., Guo Y., Suzuki R., Yamamoto T
  • 学会等名: 14th international congress of endocrinology (ICE 2010)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20100326-30
• [学会発表] Histological assessment for biological function of osteocytic lacunar-canalicular system (2010)
  • 著者名/発表者名: Amizuka N
  • 学会等名: 連携機能を活用した口腔からQOL向上を目指す連携研究・国際シンポジウム
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 2010-02-09
• [図書] 電子顕微鏡;蛍光顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡;免疫組織化学と組織化学「口腔組織・発生学第1版第3刷」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 網塚憲生
  • 総ページ数: 382-392
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社東京
• [図書] 骨転移のバイオオロジーとマネージメント
  • 著者名/発表者名: 長谷川智香、本郷裕美、佐々木宗輝、山田珠希、網塚憲生
  • 出版者: 編者:米田俊之医薬ジャーナル社東京(印刷中)
• [図書] 口腔科学「骨の解剖生理」
  • 著者名/発表者名: 網塚憲生
  • 出版者: 朝倉書院東京(印刷中)
• [図書] 骨組織「トートラ解剖学第2版」
  • 著者名/発表者名: 網塚憲生
  • 総ページ数: 148-171
  • 出版者: 丸善株式会社東京
• [備考]
  • URL: http://www.den.hokudai.ac.jp/anatomy2/hokudai_d/index.html