磁場と骨代謝調節ホルモンとの相乗効果を利用した新規骨疾患治療システムの開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21500404
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (60242476)
• 研究分担者: 山田 外史 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (80019786) ; 田渕 圭章 富山大学, 生命科学先端研究センター, 准教授 (20322109) ; 和田 重人 富山大学, 附属病院, 講師 (50303219)
• キーワード: 骨芽細胞 / 破骨細胞 / ウロコ / 変動磁場 / 再生モデル / in vivoの解析

研究概要

【目的】磁場を用いた新規治療システムを構築するため、本年度は、(1)骨芽細胞と破骨細胞の相互作用関連する遺伝子をクローニングして、さらに(2)昨年度開発した生体内(in vivo)新規骨形成モデルシステムを用いて最適な磁場強度を調べた。
【研究成果】本年度の研究成果の詳細を以下に示す。
(1) 骨芽細胞で特異的に発現しているReceptor Activator of NF-κB Ligand(RANKL)と破骨細胞で発現しているReceptor Activator of NF-κKB(RANK)のクローニングに成功した。
(2) RANK及びRANKLの発現を解析することで、骨芽細胞と破骨細胞とのクロストークを解析できる。その一例として、副甲状腺ホルモンの作用を解析した結果、骨芽細胞の活性は6時間培養で上昇し、培養18時間後に破骨細胞の活性が上昇するという結果が得られた。その活性の変化の理由としてRANK及びRANKLの関与を証明した(Suzuki et al.,Bone,2011)。
(3) 昨年開発したシステムを用いて、本研究では10日間磁場を照射して、その期間で再生されるウロコに対する影響を解析した。その結果、10mTで長期間(10日間)の磁場照射により、再生ウロコの骨芽及び破骨細胞の活性が低下した。また血液中のCa濃度は、10mTで10日間曝露したキンギョにおいてのみ有意に低下し、1,3及び5mTの磁場に曝露したキンギョの血液中のCa濃度は変化しなかった。さらに少なくとも今回用いた条件では、3mTの磁場強度が骨形成に最適であり、骨芽及び破骨細胞の両方のが活性が上昇し、ウロコの再生が促されることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] 自動面積測定法によるキンギョのウロコを骨のモデルとしたアッセイ法の改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村敬一郎, 中野淳, 川部季美, 早川和一, 根本鉄, 大嶋雄治, 島崎洋平, 服部淳彦, 鈴木信雄
  • 雑誌名: 日本海域研究 巻: 42 ページ: 27-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of inorganic mercury on osteoclasts and osteoblasts of the goldfish scales in vitro (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Yachiguchi, K., Hayakawa, K., Omori, K., Takada, K., Tabata, J.M., Kitamura, K., Endo, M., Wada, S., Srivastav, A.K., Chowdhury, V.S., Oshima, Y., Hattori, A.
  • 雑誌名: J.Fac.Agr., Kyushu Univ. 巻: 56 ページ: 47-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration-based study of optimum exercise for human weight-bearing bones enhancement. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K., Chen, W., Zhu, X., Suzuki.N., Yano, S., Nemoto, T.
  • 雑誌名: Biol.Sci.Space 巻: 24 ページ: 83-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parathyroid hormone 1 (1-34) acts on the scales and involves calcium metabolism in goldfish (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Danks, JA., Maruyama, Y., Sasayama, Y., Hattori, A., Ikegame, M., Nakamura, M., Tabata, M.J., Yamamoto, T., Furuya, R., Saijoh, K., Mishima, H., Srivastav, A.K., Furusawa, Y., Kondo, T., Tabuchi, Y., Takasaki, I., Chowdhury, VS., Hayakawa, K., Martin T.J.
  • 雑誌名: Bone 巻: 48 ページ: 1186-1193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteoblast activity in the goldfish scale responds sonsitively to mechanical stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K., Suzuki, N., Sato, Y., Nemoto, T., Ikegame, M., Yamamoto, T., Shimizu, N., Kondo, T., Furusawa, Y., Wada.S., Hattori, A.
  • 雑誌名: Comp.Biochem.Physiol., part A 巻: 156 ページ: 357-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] 歯の象牙質における成長線の周期性と生物リズムとの関連 : メラトニンによる調節の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三島弘幸, 北原正大, 服部淳彦, 鈴木信雄, 田畑純, 奈良雅之, 箆光男, 見明康夫
  • 雑誌名: 比較内分泌学 巻: 36 ページ: 106-112
  • 査読あり
• [学会発表] 繁殖期の雌キンギョにおけるカルシウム代謝に対するメラトニンの作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山雄介,鈴木信雄,伊藤正則,服部淳彦
  • 学会等名: 第81回日本動物学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 20100923-25
• [学会発表] 交流磁場の骨形成促進作用 : 再生ウロコを用いたin vivoの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鉋杢賃墾, 柿川真紀子, 幽衷, 坦遡圭童, 高崎一朗, 古澤之裕, 近藤隆, 和田重人, 廣田憲之, 北村敬一郎, 岩坂正和, 服部淳彦, 上野照剛
  • 学会等名: 平成22年度宇宙生物科学会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 加速度計測に基づく過重負荷骨形成のための最適運動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北村敬一郎, 陳文西, 朱欣, 鈴木信雄, 矢野幸子, 根本鉄
  • 学会等名: 平成22年度宇宙生物科学会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] The relationship between the melatonin and the periodicity of incremental lines in the tooth dentin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitahara, M., Hattori, A., Suzuki.N., Tabata, M.J., Kakei, M., Miake, Y., Mishima, H.
  • 学会等名: 37th European Symposium on Calcified Tissues
  • 発表場所: Glasgow(United Kingdom)
  • 年月日: 2010-06-26
• [学会発表] Scale metabolite profiling reveals differential changes in response to gravitational stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda, M., Hayashi, A., Nakamura, S., Serino, T., Kitamura, K., Suzuki.N.
  • 学会等名: 58 th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 発表場所: Salt Lake City, Utah(USA)
  • 年月日: 2010-05-23
• [図書] 身近な動物を使った実験4(親子判別) (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦, 田畑純, 鈴木信雄
  • 出版者: 三共出版 印刷中