力学的刺激による骨内性ホルモン産生

通过机械刺激产生骨内性激素

• 批准号: 11F01102
• 负责人: 秋本 崇之
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01102/
• 关键词: 力学的刺激; 骨形成; 性ホルモン; 性ホルモン合成酵素; メカニカルストレス; 骨芽細胞; ストレッチ; 静水圧; 性ホルモン関連合成酵素; 除負荷/過負荷モデルマウス; ストレッチおよび静水圧

本研究では、骨内性ホルモン産生経路に着目し、力学的刺激による局所性ホルモン産生が骨量維持・改善に寄与するという仮説を検証することを目的とし、実験動物を用いて検討を行った。また力学的負荷刺激が軟骨細胞内性ホルモン産生経路を検討し、今後の研究のための予備検討として、骨分化モデルの確立を試みた。卵巣摘出メスラットに、2ヶ月間自発的ランニング運動を施した結果では、運動により脛骨における骨量減少が有意に抑制されたが、脛骨におけるテストステロン、エストロゲン、およびジヒドロテストステロン(DHT)におけるホルモン濃度およびテストステロンからヒドロテストステロンに変換に必要なSrd5alのタンパク発現には有意な差はみられなかった。2ヶ月齢のマウスに、除神経(力学的除負荷モデル)を2週間(3日、1週間、そして2週間後解剖)行った結果では、1週間および2週間の除神経マウスでは頸骨における有意な骨量減少は確認されたが、Srd5al mRNAの有意な変動は認められなかった。マウスの骨芽細胞(MC3T3-E1)を、Ascorbicacidとβ-glycerophosphateの添加の条件下で1ヶ月間培養した結果、試験開始2週間後から骨形成関連マーカーであるAlkaline Phosphatase activityが有意に増加し、3週間後にはそれらの値がピークに達することが確認された。また、マウスの軟骨細胞(ATDC5)を、Insulin添加の条件下で1ヶ月間培養した結果、試験開始1週間後から軟骨分化マーカーであるSulfated Glycosaminoglycansが有意に増加し、2週間後にはそれらの値がピークに達することが確認された。したがって、これらの骨分化モデルを用いて、長期間力学的刺激を負荷し、性ホルモン、性ホルモン合成関連酵素、および骨形成関連分子を測定可能と考えられた。一方,一過性の力学的刺激による軟骨分化関連遺伝子および性ホルモン関連合成酵素の発現を検討した結果では、軟骨細胞から作られるマトリックス関連遺伝子(Type 2 Collagen,Aggrecan)に有意な変化は認められず、性ホルモン関連合成酵素(Srd5al,Androgen receptor)においても有意な変化がみられなかった。以上から、本研究において、細胞への一過性の力学的負荷は骨内の性ホルモン合成酵素発現に影響しないと考えられた。また、in vivoにおける力学的除負荷による骨量減少には局所性ホルモン関連合成代謝は関連しない可能性が示唆された。本研究では今後長期間の力学負荷刺激と局所性ホルモン関連合成代謝との関係を明らかにするための初石になる研究であると考えている。

This study で は, within bone ホ ル モ ン に the mesh し 経 road, mechanical stimulation に よ る bureau sex ホ ル モ ン produce が bone mass to maintain, improve に send and す る と い う 仮 said を 検 card す る こ と を purpose と し, be を 験 animals use い て 検 line for を っ た. ま た が cartilage cells to mechanical load stimuli ホ ル モ ン produce を 経 road beg し 検, future study の の た め の reserve beg と 検 し て, bone differentiation モ デ ル の establish を try み た. Egg 巣 pick out メ ス ラ ッ ト ヶ に and 2 months since 発 ラ ン ニ ン グ movement を shi し た results で は, sports に よ り tibial に お け る osteopenia が intentionally に inhibit さ れ た が, tibia に お け る テ ス ト ス テ ロ ン, エ ス ト ロ ゲ ン, お よ び ジ ヒ ド ロ テ ス ト ス テ ロ ン (DHT) に お け る ホ ル モ ン concentration お よ び テ ス ト ス テ ロ ン か ら ヒ ド ロ テ ス ト ス テ ロ ン に variations in に necessary な Srd5al の タ ン パ ク 発 now に は intentionally な poor は み ら れ な か っ た. 2 ヶ month 齢 の マ ウ ス に, except god 経 (in addition to the mechanical load モ デ ル) を between 2 weeks (3, 1 weeks, そ し て anatomy) after 2 weeks between line っ た results で は, 1 week between お よ び の between 2 weeks except god 経 マ ウ ス で は neck に お け る intentionally な osteopenia は confirm さ れ た が, Srd5al mRNA の intentionally な - move は recognize め ら れ な か っ た. マ ウ ス の bone bud cells (MC3T3 E1) を, Ascorbicacid と beta glycerophosphate の で 1 under the condition of adding の ヶ months training し た results, test start after 2 weeks か ら bone formation masato even マ ー カ ー で あ る Alkaline Phosphatase Activity が intentionally に raised し, after 3 weeks に は そ れ ら の numerical が ピ ー ク に da す る こ と が confirm さ れ た. ま た, マ ウ ス (ATDC5) を の cartilage cells, the Insulin で 1 under the condition of adding の ヶ months training し た results, test to 1 week after か ら cartilage differentiation マ ー カ ー で あ る Sulfated Glycosaminoglycans が intentionally に raised し, 2 weeks after に は そ れ ら の numerical が ピ ー ク に da す る こ と が confirm さ れ た. し た が っ て, こ れ ら の bone differentiation モ デ ル を with い て, long-term mechanical stimulation し を load, sexual ホ ル モ ン, sexual ホ ル モ ン synthetic masato even enzyme, お よ び masato bone formation and even molecular を measurement possible と え ら れ た. Side, transient mechanical stimulation に の よ る cartilage differentiation masato even heritage 伝 son お よ び sex ホ ル モ ン masato even synthetic enzyme の 発 を now beg し 検 た results で は, cartilage cells か ら as ら れ る マ ト リ ッ ク ス masato even heritage 伝 child (Type 2 Collagen, Aggrecan) に intentionally な variations change は recognize め ら れ ず, sexual ホ ル モ ン masato even synthetase (Srd5al, Androgen receptor) に お い て も intentionally な variations change が み ら れ な か っ た. Above か ら, this study に お い て, cell へ の transient load は の mechanics within bone の sex ホ ル モ ン synthetic enzyme 発 に now affect し な い と exam え ら れ た. ま た, the in vivo に お け る mechanics in addition to load に よ る osteopenia に は bureau sex ホ ル モ ン masato even anabolic は masato even し な が い possibility in stopping さ れ た. This study で は の mechanical load between a long-term stimulation と bureau sex ホ ル モ ン masato even anabolic と の masato を and Ming ら か に す る た め の early stone に な る research で あ る と exam え て い る.

项目成果

The effect of different calcium intake on bone metabolism and arterial calcification in ovariectomized rats.

不同钙摄入量对去势大鼠骨代谢及动脉钙化的影响

• 发表时间: 2013
• 期刊: J Nutr Sci Vitaminol
• 影响因子: 1.6
• 作者: U. Agata;I. H. Park;S. Hattori. Y. Iimura;T. Akiioto. N. Omi
• 通讯作者: T. Akiioto. N. Omi

Effect of diHerent intake level of dietary protein and physical exercise on bone mineral density and bone strength in growing male rat

不同膳食蛋白质摄入水平和体育锻炼对生长雄性大鼠骨密度和骨强度的影响

• 发表时间: 2012
• 期刊: J Nutr Sci Vitaminol
• 影响因子: 1.6
• 作者: S. Takeda;Y. Kobayashi;J. E Park;l. Ezava;N. Omi
• 通讯作者: N. Omi