神経・血管の視点から解き明かす筋骨格系の恒常性維持機構と筋骨格系疾患の新たな病態

1)筋骨格系透明化技術を用いた三次元イメージングと神経系による骨恒常性維持機構の解明骨透明化技術を用いてSox10-Venusマウスの長管骨の三次元イメージングを実施したところ、神経は特定の一点から長管骨内へと侵入し、骨内に侵入後、近位・遠位へと投射することを見出した。また、マウス長管骨内に侵入する神経を外科的に切離する除神経モデルを独自に確立し、神経が切離された骨組織の解析を行ったところ、骨内の神経形成の著しい低下と、骨形成の低下に起因する骨量の減少が認められた。骨内神経の大半はカルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）を発現する感覚神経であることから、除神経を行ったマウスにCGRPの持続皮下投与を行ったところ、CGRPの投与により除神経による骨量減少は有意に抑制された。さらに、CGRPがマウス骨芽細胞の活性や分化に与える影響を検討したところ、CGRPの添加により骨芽細胞の活性は亢進し、骨形成が促進されることも見出した。これらの結果から、骨内に侵入する感覚神経がCGRPの分泌を介して骨芽細胞の活性を調節し、骨量ならびに骨恒常性の維持に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。なお、本研究成果をまとめた論文はScientific Reports誌に掲載された（佐藤ら、Sci Rep. 2023）。2)神経・血管系に着目したメカニカルストレス・重力による筋骨格系恒常性維持機構の解明メカニカルストレス減少/増加モデルマウスの透明化三次元構造解析：宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で、宇宙微小重力環境で飼育されたマウスおよび人工過重力環境飼育装置で飼育されたマウスの筋骨格系組織の透明化三次元構造解析等を実施し、メカニカルストレスの減少/増加が筋骨格系組織の神経・血管系に与える影響を検討した。

1)筋骨格系透明化技術を用いた三次元イメージングと神経系による骨恒常性維持機構の解明骨透明化技術を用いてSox10-Venusマウスの長管骨の三次元イメージングを実施したところ、神経は特定の一点から長管骨内へと侵入し、骨内に侵入後、近位・遠位へと投射することを見出した。また、マウス長管骨内に侵入する神経を外科的に切離する除神経モデルを独自に確立し、神経が切離された骨組織の解析を行ったところ、骨内の神経形成の著しい低下と、骨形成の低下に起因する骨量の減少が認められた。骨内神経の大半はカルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）を発現する感覚神経であることから、除神経を行ったマウスにCGRPの持続皮下投与を行ったところ、CGRPの投与により除神経による骨量減少は有意に抑制された。さらに、CGRPがマウス骨芽細胞の活性や分化に与える影響を検討したところ、CGRPの添加により骨芽細胞の活性は亢進し、骨形成が促進されることも見出した。これらの結果から、骨内に侵入する感覚神経がCGRPの分泌を介して骨芽細胞の活性を調節し、骨量ならびに骨恒常性の維持に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。なお、本研究成果をまとめた論文はScientific Reports誌に掲載された（佐藤ら、Sci Rep. 2023）。2)神経・血管系に着目したメカニカルストレス・重力による筋骨格系恒常性維持機構の解明メカニカルストレス減少/増加モデルマウスの透明化三次元構造解析：宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で、宇宙微小重力環境で飼育されたマウスおよび人工過重力環境飼育装置で飼育されたマウスの筋骨格系組織の透明化三次元構造解析等を実施し、メカニカルストレスの減少/増加が筋骨格系組織の神経・血管系に与える影響を検討した。