再生鱗における隆起線形成の日周性と時計遺伝子との関連:メラトニンによる制御

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21570062
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910)
• 研究分担者: 鈴木 徹 東北大学, 農学研究科, 教授 (70344330)
• キーワード: 隆起線 / 再生鱗 / 時計遺伝子 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 概日リズム / メラトニン / キンギョ

研究概要

歯の象牙質におけるエブネル線や硬骨魚類の再生鱗における隆起線など、硬組織の中には約1日を単位として形成される日周輪(成長線)の存在が古くから知られている。しかしながら、その日周輪形成に関して、時計遺伝子やメラトニンなど具体的な制御因子との関連を調べた研究はまったくなされていない。そこで本研究は、これまでキンギョのウロコから単離した骨芽・破骨関連遺伝子とこれまで明らかにしたメラトニンの破骨・骨芽細胞の制御機構との関連を基盤に、キンギョの再生鱗における隆起線(日周輪)の形成を支配する時間生物学的な制御機構を明らかにし、硬組織形成の基盤となる日周性の制御機構を解明することを目的とした。
12L 12Dの24時間周期の明暗サイクル下やLLの恒明下でできる再生鱗の隆起線は、1日に約1本ずつ外側に形成されことを明らかにした。キンギョのウロコからすでにクローニングが済んでいる骨芽細胞の分化制御遺伝子(4種)と機能遺伝子(3種)および破骨細胞の分化制御遺伝子(3種)や機能遺伝子(3種)に関して、再生鱗形成過程においてリアルタイムPCR法を用いて調べた結果、日周リズムが認められる遺伝子を見出した。また、24時間よりも短い周期で変動している遺伝子の存在も明らかにした。さらに、時計遺伝子であるper-1,per-2,per-3やclock遺伝子をキンギョのウロコからクローニングし、それらの遺伝子の発現の日周リズムを調べた結果、少なくともper-3の発現に明瞭な概日リズムが観察された。

研究成果

• [雑誌論文] Melatonin stimulates the release of gonadotropin-inhibitory hormone by the avian hypothalamus (2010)
  • 著者名/発表者名: Chowdhury, V.S., Yamamoto, K., Ubuka, T., Bentley, G.E., Hattori, A., Tsutsui, K.
  • 雑誌名: Endocrinology 151 ページ: 271-280
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response of osteoblasts and osteoclasts in regenerating scales to gravity loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Kitamura, K., Omori, K., Nemoto, T., Satoh, Y., Tabata, M.J., Ikegame, M., Yamamoto, T., Ijiri, K., Furusawa, Y., Kondo, T., Takasaki, I., Tabuchi, Y., Wada, S., Shimizu, N., Sasayama, Y., Endo, M., Takeuchi, T., Nara, M., Somei, M., Maruyama, Y., Hayakawa, K., Shimazu, T., Shigeto, Y., Yano, S., Hattoril, A.
  • 雑誌名: Biol.Sci.Space (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteoblast activity in the goldfish scale responds sensitively 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 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diurnal expressions of four subtypes of melatonin receptor genes in the optictectum and retina of goldfish (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, T., Azuma, K., Nakamura, M., Suzuki, N., Hattori, A., Ando, H.
  • 雑誌名: Comp. Biochem. Physiol., Part A 152 ページ: 219-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monohydroxylated polycyclic aromatic hydrocarbons inhibit both osteoclastic and osteoblastic activities in teleost scales (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Hayakawa, K., Kameda, K., Toriba, A., Tang, N., Tabata, M.J., Takada, K., Wada, S., Omori, K., Srivastav, A.K., Mishima, H., Hattori, A.
  • 雑誌名: Life Sci. 84 ページ: 482-488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronized diurnal and circadian expressions of four subtypes of melatonin receptor genes in the diencephalon of a puffer fish with lunar-related spawning cycles (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, T., Motohashi, E., Doi, H, Hattori, A., Ando, H.
  • 雑誌名: Neurosci.Lett. 462 ページ: 58-63
  • 査読あり
• [学会発表] 宇宙実験のためのキンギョ再生鱗の培養法の開発と保冷・培養下での細胞動態の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田畑純, 中野崇文, 池亀美華, 鈴木信雄, 服部淳彦, 井関八郎, 馬場麻人, 高野吉郎
  • 学会等名: 日本解剖学会
  • 発表場所: 岩手県民会館(岩手県)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 赤外・ラマン分光による再生ウロコの状態解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奈良雅之, 服部淳彦, 松田准一
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(大阪府)
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] メラトニンとアンチエイジング (2010)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 学会等名: 日本抗加齢医学会・日本再生医療学会 合同エデュケーショナルセミナー
  • 発表場所: アカデミーヒルズカ ンァレンス5(東京都)
  • 年月日: 2010-02-16
• [学会発表] 魚類のウロコを用いた宇宙生物学的研究:魚類のウロコにおけるホルモン応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄, 田畑純, 大森克徳, 井尻憲一, 北村敬一郎, 根本鉄, 清水宣明, 笹山雄一, 染井正徳, 池亀美華, 中村正久, 近藤隆, 古澤之裕, 松田恒平, 田渕圭章, 高崎一朗, 和田重人, 安東宏徳, 笠原春夫, 永瀬睦, 久保田幸治, 鈴木徹, 遠藤雅人, 竹内俊郎, 江尻貞一, 小萱康徳, 前田斉嘉, 内田秀明, 田谷敏貴, 林明生, 中村貞夫, 杉立久仁代, 芹野武, 奈良雅之, 服部淳彦
  • 学会等名: 第26回宇宙利用シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構・相模原キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] Micro Raman and IR imaging analyses of regenerated goldfish scales (2009)
  • 著者名/発表者名: Nara, M., Hattori, A., Ohnishi A., Akatsuka Y., Kimura-Suda H., Matsuda, J.
  • 学会等名: 5th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: The Sebel Albert Park Hotel(Melbourne, Australia)
  • 年月日: 20090712-20090717
• [学会発表] 赤外イメージングによるキンギョのウロコの解析-再生過程を探る (2009)
  • 著者名/発表者名: 奈良雅之, 服部淳彦, 大西晃宏, 赤塚陽子, 木村-須田廣美
  • 学会等名: 第4回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • 発表場所: 東京大学農学部(東京都)
  • 年月日: 2009-12-13
• [学会発表] 象牙質の成長線の形成リズムとメラトニンの分泌リズムとの関連 (2009)
  • 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, 筧光男, 見明康夫
  • 学会等名: 第4回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • 発表場所: 東京大学農学部(東京都)
  • 年月日: 2009-12-13
• [学会発表] キンギョのウロコの分光学的研究-再生過程を探る (2009)
  • 著者名/発表者名: 奈良雅之, 服部淳彦, 松田准一
  • 学会等名: 第7回医用分光学研究会
  • 発表場所: 東邦大学医療センター大橋病院(東京都)
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] 交流磁場の骨代謝に対する作用:魚鱗を用いたモデル系による解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄、柿川真紀子、山田外史、田渕圭章, 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: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 繁殖期の雌キンギョにおける破骨細胞の活性化と血漿カルシウム濃度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山雄介、鈴木信雄、服部淳彦
  • 学会等名: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] ノルエピネフリンはヒト骨芽細胞のメラトニン合成酵素を制御する (2009)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐-右高潤子、丸山雄介、服部淳彦
  • 学会等名: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] クサフグ松果体におけるPer, AANAT, MelRサブタイプ遺伝子の日周発現 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池上太郎、丸山雄介、土井啓行、服部淳彦、安東宏徳
  • 学会等名: 第34回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] ウロコのアッセイ系を用いた水酸化多環芳香族炭化水素類の魚類の骨代謝に及ぼす影響評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄、早川和一、服部淳彦
  • 学会等名: 第80回日本動物学会
  • 発表場所: 静岡コンベンションアーツセンター グランシップ(静岡県)
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] メラトニン総論と骨への作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 学会等名: 第1回抗加齢内分泌研究会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学(東京都)
  • 年月日: 2009-09-06
• [学会発表] 赤外イメージングによるキンギョのウロコの状態解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奈良雅之, 服部淳彦, 大西晃宏, 赤塚陽子, 木村-須田廣美
  • 学会等名: 第18回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 就実大学(岡山県)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Melatonin and Anti-aging (2009)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 学会等名: YIES Symposium"Biorhythms and Health"
  • 発表場所: Yamanashi Institute of Environmental Sciences(山梨県)
  • 年月日: 2009-07-25
• [図書] 抗加齢医療-その最前線の実際、第V章 睡眠.米井嘉一編 (2010)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 新興医学出版
• [図書] 身近な動物を使った実験1、第3章 キンギョ.鈴木範男編 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄, 田畑純, 服部淳彦
  • 総ページ数: 46
  • 出版者: 三共出版
• [産業財産権] Tryptophan derivative and application thereof (2010)
  • 発明者名: 染井正徳、服部淳彦、鈴木信雄
  • 権利者名: 染井正徳、服部淳彦、鈴木信雄
  • 産業財産権番号: Patent No.: US7,659,304 B2
  • 取得年月日: 2010-02-09
  • 外国