国立大学法人 岡山大学

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宇宙空間で引き起こされる骨吸収がメラトニンによって抑制!

2019年07月22日

金沢大学
東京医科歯科大学
岡山大学

 金沢大学環日本海域環境研究センターの鈴木信雄教授,東京医科歯科大学教養部の服部淳彦教授,岡山大学大学院医歯薬学総合研究科の池亀美華准教授,富山大学研究推進機構の田渕圭章教授らの共同研究グループは,宇宙空間で引き起こされる骨吸収がメラトニンにより抑制されることを明らかにしました。
 鈴木信雄教授と服部淳彦教授はこれまでに,骨のモデルとしてキンギョのウロコ(図1)を用いて,概日リズムを調節するホルモンであるメラトニンが破骨細胞(骨を溶かす細胞)の活性を抑制することを初めて見いだしています(Journal of Pineal Research, 2002)。そこで,宇宙飛行士に引き起こされる破骨細胞の活性化による骨量の低下に対し,メラトニンが効くと考えられることから,国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟において宇宙実験を行うことにしました。
 本研究では,骨芽細胞(骨をつくる細胞)と破骨細胞が共存し,哺乳類の骨と同様のホルモン応答を示すキンギョのウロコを骨モデルとして用いた宇宙実験を実施しました。まず,ウロコの骨芽細胞でメラトニンが作られるとともに,宇宙空間ではメラトニンの合成が低下することを明らかにしました。そこで,メラトニンを添加した培地と無添加の培地でウロコを培養して比較したところ,メラトニン無添加の培地では,わずか3日間の培養でいくつもの破骨細胞が融合して多核化の活性型の破骨細胞になり,その破骨細胞がウロコにある骨質層の溝の幅を広げ,ウロコの骨吸収を促進していることが分かりました。さらに,骨吸収を促進する因子であるRanklの遺伝子発現が上昇し,骨吸収を抑制するホルモンであるカルシトニンの遺伝子発現を抑制することも分かりました。他方,メラトニンを添加した培地で培養すると,Rankl の発現が抑制され,カルシトニンの発現が正常に戻ることが明らかになりました。
 これらの知見から将来,メラトニンが宇宙飛行士の骨量低下の予防・治療薬に活用されることが期待されます。
 本研究成果は,2019年7月19日(米国東海岸標準時間)に国際科学雑誌『Journal of Pineal Research』に掲載されました。


【掲載論文】
雑誌名:Journal of Pineal Research

論文名:Melatonin is a potential drug for the prevention of bone loss during space flight
(メラトニンは,宇宙飛行中で生じる骨量低下を抑えることが可能な薬である)

著者名:Ikegame M., Hattori, A. et al.(Last author and Correspondence author: Suzuki, N.)
池亀美華,服部淳彦ほか51名(Last author and Correspondence author:鈴木信雄)

掲載日時:2019年7月19日(米国東海岸標準時間)にオンライン版に掲載

DOI:10.1111/jpi.12594

<詳しい研究内容について>
宇宙空間で引き起こされる骨吸収がメラトニンによって抑制!


【本件に関するお問い合わせ先】
■研究内容に関すること
金沢大学環日本海域環境研究センター 臨海実験施設 施設長・教授
鈴木 信雄(すずき のぶお)
石川県鳳珠郡能登町小木ム4-1
TEL:0768-74-1151

■広報担当
金沢大学総務部広報室広報係  
嘉信 由紀(かしん ゆき)
TEL:076-264-5024

金沢大学理工系事務部総務課総務係
永森 理一郎(ながもり りいちろう)
TEL:076-264-6821

 東京医科歯科大学 総務部総務秘書課広報係
TEL:03-5803-5833

 岡山大学総務・企画部広報課
TEL:086-251-7012

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