新規硬組織モデルによる骨・歯の疾患に対する超音波治療法の開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18500375
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 鈴木 信雄 Kanazawa University, 環日本海域環境研究センター, 助教 (60242476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田畑 純 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 准教授 (20243248)
• Keywords: 低出力超音波パルス / 魚のウロコ / マウス歯胚 / 破骨細胞 / 骨芽細胞 / 象牙質 / GeneChip解析 / 新規メラトニン誘導体

Research Abstract

【目的】魚類のウロコは、膜性骨に似た硬組織であり、骨芽細胞、破骨細胞及び骨基質が備わっている。そこでウロコに注目し、ウロコを骨のモデルとして用いた培養・検定法を確立した。昨年度は、その方法を用いて、低出力超音波パルスの骨組織及び歯胚に対する影響を解析した本年度は低出力超音波パルスの作用機構を解析するため、GeneChip解析を行った。また、骨疾患の治療薬のスクリーニングをウロコで行い、骨疾患モデル(卵巣摘出ラット及び低Ca食で飼育したラット)に対する作用を調べた。
【研究成果】
1) ゼブラフィッシュのGeneChipを用いて低出力超音波パルス刺激の影響を解析した。その結果、1)線維芽細胞の増殖に関する遺伝子、2)細胞間接着に関する遺伝子、3)石灰化に関する遺伝子の発現が上昇した。さらに破骨細胞の活性を促す遺伝子(c-Jun, c-fos及びprotein tyrosine kinase 2b : PTK2B等)の発現が低下することが判明した。したがって、低出力超音波パルス刺激は、破骨細胞の分化・誘導に関与するシグナル伝達経路を抑制しており、その結果として破骨細胞の活性を抑制することが判明した。
2) 最近我々は、概日リズムに関与するホルモンであるメラトニンが、骨形成に関与することを明らかにした。そこでメラトニン誘導体(2-ブロモメラトニン、2,4,6-トリブロモメラトニン、1-アリル-2,4,6-トリブロモメラトニン、1-プロパルギル-2,4,6-トリブロモ-メラトニン、1-ベンジル-2,4,6-トリブロモメラトニン及び2,4,6,7-テトラブロモメラトニン)に対する作用をウロコで調べた。その結果、1-ベンジル-2,4,6-トリブロモメラトニンの作用は強く、破骨細胞の活性を低下させ、骨芽細胞の活性を上昇させた。
さらにこの新規誘導体は骨疾患のモデルとして用いられている卵巣除去ラットや低カルシウム食を与えたラットを使用した動物実験により、骨密度や骨強度が上昇することを確認している。この化合物は、骨疾患の治療に有望である。

Research Products

• [Journal Article] Monohydroxylated polycyclic aromatic hydrocarbons inhibit both osteoclastic and osteoblastic activities in teleost scales. (2009)
  • Author(s): Suzuki. N., Hayakawa, K., Kameda, K., Triba, A., Tang, N., Tabata, M. J., Takada, K., Wada, S., Omori, K., Srivastav, A. K., Mishima, H., Hattori, A.
  • Journal Title: Life Sci. 84 Pages: 482-488
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diurnal expressions of four subtypes of melatonin receptorgenes in the optictectum and retina of goldfish. (2009)
  • Author(s): Ikegamia, T., Azuma, K., Nakamura, M., Suzuki, N., Hattori, A., Ando, H.
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol., part A 152 Pages: 219-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The depressive effects of 5, 8, 1 1-eicosatrienoic acid (20:3n-9)on osteoblasts. (2009)
  • Author(s): Hamazaki, T., Suzuki, N., Widyowati, R., Miyahara, T., Kadota, S., Ochiai, H., Hamazaki, K.
  • Journal Title: Lipids 44 Pages: 97-102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel bromomelatonin derivatives suppress osteoclastic activity and increase osteoblastic activity : Implications for the treatment of bone diseases (2008)
  • Author(s): Suzuki, N., Somei, M., Kitamura, K., Reiter, R. J., Hattori, A.
  • Journal Title: J. Pineal Res. 44 Pages: 326-334
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel bromomelatonin derivatives as potentially effective drugs to treat bone diseases. (2008)
  • Author(s): Suzuki, N., Somei, M., Seki, A., Reiter, R. J., Hattori, A.
  • Journal Title: J. Pineal Res. 45 Pages: 229-234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prolactin inhibits osteoclastic activity in the goldfish scale : A novel direct action of prolactin in teleosts. (2008)
  • Author(s): Takahashi, H., Suzuki, N., Takagi, C, Ikegame, M., Yamamoto, T., Takahashi, A., Moriyama, S., Hattori, A., Sakamoto, T.
  • Journal Title: Zool. Sci. 25 Pages: 739-745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scale osteoblasts and osteoclasts sensitively respond to low-gravity loading by centrifuge. (2008)
  • Author(s): Suzuki. N., Omori, K., Nakamura, M., Tabata, M. J., Ikegame, M., Ijiri, K., Kitamura, K., Nemoto, T., Shimizu, N., Kondo, T., Matsuda, K., Ando, H., Kasahara, H., Nagase, M., Nara, M., Hattori, A.
  • Journal Title: Biol. Sci. Space 22 Pages: 3-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 物理的刺激に対する骨芽細胞・破骨細胞の応答 : 魚類のウロコを骨のモデルとした骨代謝の解析. (2008)
  • Author(s): 鈴木信雄, 清水宣明, 北村敬一郎, 根本鉄, 染井正徳, 池亀美華, 和田重人, 近藤隆, 大森克徳, 中村正久, 井尻憲一, 田畑純, 服部淳彦
  • Journal Title: 日本生体電気・物理的刺激研究会誌 22 Pages: 31-37
• [Presentation] Effect of low-intensity pulsed ultrasound on oste oblasts and osteoclasts of zebrafish scales. (2009)
  • Author(s): Suzuki, N., Furusawa, Y., Takasaki, I., Tabuchi, Y., Kitamura, K., Wada. S. . Hori, T., Kondo. T., Nemoto, T., Shimizu, N., Hattori, A.
  • Organizer: 2nd Joint Meeting of the International Bone and Mineral Society and the Australian andNew Zealand Bone and Mineral Society.
  • Place of Presentation: Australia
  • Year and Date: 20090300
• [Presentation] Physiological significance of the scale in the teleost calcium me tabolism. (2009)
  • Author(s): Suzuki, N.
  • Organizer: the Comparative Endocrinology of Calcium Regulation (17th Scientific Meeting Second Joint Meeting of International Bone and Mineral Society)
  • Place of Presentation: Australia
  • Year and Date: 20090300
• [Presentation] キンギョ再生ウロコにおける隆起線形成と骨形成関連遺伝子発現の日内変動. (2008)
  • Author(s): 宇都理佳, 古谷遼, 中村正久, 鈴木信雄, 服部淳彦
  • Organizer: 第33回日本比較内分泌学会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20081205-20081206
• [Presentation] キンギョのウロコにおける破壊と再生の開始シグナル. (2008)
  • Author(s): Thiparpa, T., 中村正久, 鈴木信雄, 服部淳彦
  • Organizer: 第33回日本比較内分泌学会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20081205-20081206
• [Presentation] 繁殖期の雌キンギョに対してメラトニンは血漿カルシウム濃度を有意に抑制する. (2008)
  • Author(s): 丸山雄介, 鈴木信雄, 服部淳彦
  • Organizer: 第33回日本比較内分泌学会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20081200
• [Presentation] 繁殖期の雌キンギョのウロコにおけるメラトニン合成酵素の遺伝子発現. (2008)
  • Author(s): 田中大輔, 井上和仁, 鈴木信雄, 服部淳彦
  • Organizer: 第33回日本比較内分泌学会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20081200
• [Presentation] 破骨細胞の分化・機能を抑制する松果体ホルモン・メラトニン (2008)
  • Author(s): 服部淳彦, 鈴木信雄
  • Organizer: 第26回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20081029-31
• [Presentation] 新規ブロモメラトニンは破骨細胞の活性を抑制し、骨芽細胞の活性を上げる : 培養ウロコを用いた解析. (2008)
  • Author(s): 鈴木信雄, 染井正徳, 関あずさ, 池亀美華, 山本敏男, 服部淳彦
  • Organizer: 第26回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20081029-20081031
• [Presentation] 新規ブロモメラトニン誘導体の卵巣摘出ラツトおよび低カルシウム食ラツトに及ぼす影響. (2008)
  • Author(s): 関あずさ, 鈴木信雄, 染井正徳, 池亀美華, 山本敏男, 服部淳彦
  • Organizer: 第26回日本骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20081029-20081031
• [Presentation] 副甲状腺ホルモンのウロコの骨芽細胞及び破骨細胞に対する作用. (2008)
  • Author(s): 鈴木信雄, Danks, J. A., 田畑純, 池亀美華, 中村正久, 服部淳彦
  • Organizer: 第79回日本動物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20080905-20080907
• [Presentation] 環境攬乱因子及び様々な物理的刺激に対する魚類の骨芽細胞及び破骨細胞の応答 : 培養ウロコを用いた解析. (2008)
  • Author(s): 鈴木信雄
  • Organizer: 平成20年日本動物学会中部支部例会シンポジウム, 環境要因と生物応答システム
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 20080726-20080727
• [Presentation] Synchronous and diurnal expressions of genes encoding four different subtypes of melatonin receptors in the goldfish brain. (2008)
  • Author(s): Ikegami, T., Azuma, K., Nakamura, M., Suzuki, N., Hattori, A., and Ando, H.
  • Organizer: 6th International Symposium on Fish Endocrinology
  • Place of Presentation: Canada
  • Year and Date: 20080622-27
• [Presentation] The effect of n-9 eicosatrienoic acid (mead acid) on osteoblasts (2008)
  • Author(s): Hamazaki, T., Suzuki, N., Widyowati, R., Miyahara, T., Kadota, S., Ochiai, H., Hamazaki, K.
  • Organizer: The 8th meeting of International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids
  • Place of Presentation: USA
  • Year and Date: 20080500
• [Book] 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)
  • Author(s): 鈴木信雄, 田畑純, 服部淳彦
  • Publisher: 三共出版(掲載確定 印刷中)
• [Book] 身近な動物を使った実験4、第3章 親子判別鈴木範男編 (2009)
  • Author(s): 服部淳彦, 田畑純, 鈴木信雄
  • Publisher: 三共出版(掲載確定 印刷中)
• [Book] Experimental Endocrinology and Reproductive Biology, Haldar et al. eds. (2008)
  • Author(s): Srivastav, A. K., Yadav, S., Srivastav, S. K., Suzuki, N.
  • Total Pages: 27
  • Publisher: Science Publishers