神経伝達物質受容体・イオンチャネルを介した力学的負荷伝達機構の解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21890071
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 納富 拓也 東京医科歯科大学, 歯と骨のGCOE拠点, GCOE拠点形成特任教員 (70542249)
• キーワード: イオンチャネル / 破骨細胞 / 骨

研究概要

イオンチャネルの一つであり、ペースメーカーチャネルと呼ばれるHCN (Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide modulated channel)に着目して研究をすすめてきた。本年度では、そのサブタイプの一つである、破骨細胞の酸放出部位である波状縁に局在しているHCN1とHCN4の機能を検討した。具体的には次の通りである。
1、パッチクランプ法を用いて、HCNにより発生する電流(Ih)を成熟破骨細胞にて記録・解析した。HCN1欠損マウス由来の破骨細胞においても、Ihが同定された。これは、HCNの別のサブタイプ由来のものと考えられ、このサブタイプの同定を試みた。
2、破骨細胞における別のサブタイプの発現様式を確認したところ、HCN4の発現が認められた。
3、破骨細胞のHCN4に着目して、研究を進めた。siRNAにより、HCN4遺伝子をノックダウンすると、破骨細胞のIhが大幅に減少した。このことから、破骨細胞におけるIhはHCN1とHCN4由来のものと考えられる。
以上の結果から、HCN1とHCN4について破骨細胞の膜電位調節での役割が示唆された。
今後、さらにHCNの破骨細胞機能・酸放出との関係を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Per-1 is a specific clock gene regulated by parathyroid hormone(PTH)signaling in osteoblasts and is functional for the transcriptional events induced by PTH (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanyu R, Hayata T, Nagao M, Saita Y, Hemmi H, Notomi T, Nakamoto T, Schipani E, Knonenbery H, Kaneko K, Kurosawa H, Ezura Y, Noda M
  • 雑誌名: Journal of Cellular Biochemistry 巻: 112 ページ: 433-438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanogel-based scaffold delivery of prostaglandin E(2)receptor-specific agonist in combination with a low dose of growth factor heals critical-size bone defects in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamolratanakul P, Hayata T, Ezura Y, Kawamata A, Hayashi C, Yamamoto Y, Hemmi H, Nagao M, Hanyu R, Notomi T, Nakamoto T, Amagasa T, Akiyoshi K, Noda M
  • 雑誌名: Arthritis and Rheumatism 巻: 63 ページ: 1021-1033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schnurri-2 deficiency counteracts against bone loss induced by ovariectomy (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagao M, Saita Y, Hanyu R, Hemmi H, Notomi T, Hayata T, Nakamoto T, Nakashima K, Kaneko K, Kurosawa H, Ishii S, Ezura Y, Noda M.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 226 ページ: 573-578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of bone remodeling by nervous system.[Nervous system and bone] (2010)
  • 著者名/発表者名: Noda M, Nagao M, Hanyu R, Mizoguchi F, Notomi T, Hayata T, Nakamoto T, Ezura Y.
  • 雑誌名: Clinical Calcium 巻: 20 ページ: 1801-1805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase C-dependent Ca2+-sensing pathways leading to endocytosis and inhibition of the plasma membrane vacuolar H+-ATPase in osteoclasts (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Moriura Y, Notomi T, Kawawaki J, Ohnishi K, Kuno M
  • 雑誌名: American Journal of Physiology 巻: 299 ページ: C570-C578
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子導入に基づく破骨細胞機能の光学的新規制御システムは陽イオンチャネル依存性膜電位変動により破骨細胞分化を促進する (2010)
  • 著者名/発表者名: 納富拓也
  • 学会等名: 日本骨代謝学会
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Genetic conversion of osteoclast precursor to be responsive to light-controlled cation channel activation enhances differentiation upon modulation of their membrane potential (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Notomi
  • 学会等名: ASBMR 2010 Annual Meeting
  • 発表場所: Toronto Convention Center, Canada
  • 年月日: 2010-10-18