2021/09/24 更新

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カク マサル
加来 賢
KAKU Masaru
所属
教育研究院 医歯学系 歯学系列 准教授
歯学部 歯学科 准教授
医歯学総合研究科 口腔生命科学専攻 口腔健康科学 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 歯学博士(歯学) ( 2004年3月   東京医科歯科大学 )

研究分野

  • ライフサイエンス / 口腔再生医学、歯科医用工学

  • ライフサイエンス / 常態系口腔科学

  • ライフサイエンス / 補綴系歯学

経歴(researchmap)

  • University of Texas McGovern Medical School at Houston,   Department of Pediatrics,   Adjunct Associate Professor

    2017年5月 - 2018年8月

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  • 新潟大学大学院   医歯学総合研究科   准教授

    2012年9月 - 現在

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  • 新潟大学   歯学部 歯学科   准教授

    2012年9月 - 現在

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  • 新潟大学   医歯学総合病院 歯の診療科   講師

    2010年12月 - 2012年8月

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  • 新潟大学   医歯学総合病院 歯の診療科   助教

    2009年4月 - 2010年11月

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  • University of North Carolina at Chapel Hill,   Dental Research Center,   研究員

    2004年6月 - 2009年3月

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  • 東京医科歯科大学大学院   医歯学総合研究科   非常勤講師

    2004年4月 - 2008年3月

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経歴

  • 新潟大学   歯学部 歯学科   准教授

    2012年9月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 口腔生命科学専攻 口腔健康科学   准教授

    2012年9月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合病院 予防・保存系歯科   講師

    2010年12月 - 2012年8月

  • 新潟大学   医歯学総合病院 予防・保存系歯科   助教

    2009年4月 - 2010年11月

学歴

  • 東京医科歯科大学大学院   医歯学総合研究科

    2000年4月 - 2004年3月

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    国名: 日本国

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  • 東京医科歯科大学   歯学部   歯学科

    1994年4月 - 2000年3月

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    国名: 日本国

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所属学協会

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取得資格

  • 歯科医師

 

論文

  • In vivo cell proliferation analysis and cell-tracing reveal the global cellular dynamics of periodontal ligament cells under mechanical-loading. 国際誌

    Masaru Mizukoshi, Masaru Kaku, Lay Thant, Kohei Kitami, Moe Arai, Isao Saito, Katsumi Uoshima

    Scientific reports   11 ( 1 )   9813 - 9813   2021年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Periodontal ligament (PDL) is a uniquely differentiated tissue that anchors the tooth to the alveolar bone socket and plays key roles in oral function. PDL cells can respond rapidly to mechanical stimuli, resulting in accelerated tissue remodeling. Cell proliferation is an initial event in tissue remodeling and participates in maintaining the cell supply; therefore, analyzing cell-proliferative activity might provide a comprehensive view of cellular dynamics at the tissue level. In this study, we investigated proliferating cells in mouse molar PDL during orthodontic tooth movement (OTM)-induced tissue remodeling. Our results demonstrated that the mechanical stimuli evoked a dynamic change in the proliferative-cell profile at the entire PDL. Additionally, cell-tracing analysis revealed that the proliferated cells underwent further division and subsequently contributed to tissue remodeling. Moreover, OTM-induced proliferating cells expressed various molecular markers that most likely arise from a wide range of cell types, indicating the lineage plasticity of PDL cells in vivo. Although further studies are required, these findings partially elucidated the global views of the cell trajectory in mouse molar PDL under mechanical-loading conditions, which is vital for understanding the cellular dynamics of the PDL and beneficial for dental treatment in humans.

    DOI: 10.1038/s41598-021-89156-w

    PubMed

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  • Molecular Cloning of Mouse Homologue of Enamel Protein C4orf26 and Its Phosphorylation by FAM20C. 国際誌

    Nattanan Govitvattana, Masaru Kaku, Yoshio Ohyama, Haytham Jaha, I-Ping Lin, Hanna Mochida, Prasit Pavasant, Yoshiyuki Mochida

    Calcified tissue international   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    It is widely accepted that cellular processes are controlled by protein phosphorylation and has become increasingly clear that protein degradation, localization and conformation as well as protein-protein interaction are the examples of subsequent cellular events modulated by protein phosphorylation. Enamel matrix proteins belong to members of the secretory calcium binding phosphoprotein (SCPP) family clustered on chromosome 4q21, and most of the SCPP phosphoproteins have at least one S-X-E motifs (S; serine, X; any amino acid, E; glutamic acid). It has been reported that mutations in C4orf26 gene, located on chromosome 4q21, are associated with autosomal recessive type of Amelogenesis Imperfecta (AI), a hereditary condition that affects enamel formation/mineralization. The enamel phenotype observed in patients with C4orf26 mutations is hypomineralized and partially hypoplastic, indicating that C4orf26 protein may function at both secretory and maturation stages of amelogenesis. The previous in vitro study showed that the synthetic phosphorylated peptide based on C4orf26 protein sequence accelerates hydroxyapatite nucleation. Here we show the molecular cloning of Gm1045, mouse homologue of C4orf26, which has 2 splicing isoforms. Immunohistochemical analysis demonstrated that the immunolocalization of Gm1045 is mainly observed in enamel matrix in vivo. Our report is the first to show that FAM20C, the Golgi casein kinase, phosphorylates C4orf26 and Gm1045 in cell cultures. The extracellular localization of C4orf26/Gm1045 was regulated by FAM20C kinase activity. Thus, our data point out the biological importance of enamel matrix-kinase control of SCPP phosphoproteins and may have a broad impact on the regulation of amelogenesis and AI.

    DOI: 10.1007/s00223-021-00847-y

    PubMed

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  • FAM20C directly binds to and phosphorylates Periostin. 国際誌

    Ju-Hsien Lin, I-Ping Lin, Yoshio Ohyama, Hanna Mochida, Akira Kudo, Masaru Kaku, Yoshiyuki Mochida

    Scientific reports   10 ( 1 )   17155 - 17155   2020年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    It is widely accepted that FAM20C functions as a Golgi casein kinase and has large numbers of kinase substrates within the secretory pathway. It has been previously reported that FAM20C is required for maintenance of healthy periodontal tissues. However, there has been no report that any extracellular matrix molecules expressed in periodontal tissues are indeed substrates of FAM20C. In this study, we sought to identify the binding partner(s) of FAM20C. FAM20C wild-type (WT) and its kinase inactive form D478A proteins were generated. These proteins were electrophoresed and the Coomassie Brilliant Blue (CBB)-positive bands were analyzed to identify FAM20C-binding protein(s) by Mass Spectrometry (MS) analysis. Periostin was found by the analysis and the binding between FAM20C and Periostin was investigated in cell cultures and in vitro. We further determined the binding region(s) within Periostin responsible for FAM20C-binding. Immunolocalization of FAM20C and Periostin was examined using mouse periodontium tissues by immunohistochemical analysis. In vitro kinase assay was performed using Periostin and FAM20C proteins to see whether FAM20C phosphorylates Periostin in vitro. We identified Periostin as one of FAM20C-binding proteins by MS analysis. Periostin interacted with FAM20C in a kinase-activity independent manner and the binding was direct in vitro. We further identified the binding domain of FAM20C in Periostin, which was mapped within Fasciclin (Fas) I domain 1-4 of Periostin. Immunolocalization of FAM20C was observed in periodontal ligament (PDL) extracellular matrix where that of Periostin was also immunostained in murine periodontal tissues. FAM20C WT, but not D478A, phosphorylated Periostin in vitro. Consistent with the overlapped expression pattern of FAM20C and Periostin, our data demonstrate for the first time that Periostin is a direct FAM20C-binding partner and that FAM20C phosphorylates Periostin in vitro.

    DOI: 10.1038/s41598-020-74400-6

    PubMed

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  • 咬合支持域の減少による咀嚼障害をインプラントにて補綴した症例 査読

    加来 賢

    日本補綴歯科学会誌   12 ( 1 )   103 - 106   2020年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

    症例の概要:69歳の女性。右下臼歯部欠損による咀嚼障害のために受診した。装着されている補綴物の咬耗からブラキシズムを有することが示唆された。左上臼歯部ブリッジの支台歯も抜歯の適応であり、欠損部はインプラント補綴装置で治療を行った。考察:ブラキシズムを有する患者のインプラント治療では、インプラントに対する負担過重を軽減するため、スプリント等による咬合管理を行う必要がある。結論:臼歯部の咬合支持を喪失しつつある患者に対して、インプラントによる機能回復を行ったのち、夜間スプリント装着による咬合管理と定期的なメインテナンスを行うことで、4年6ヵ月間にわたり良好な経過を得ている。(著者抄録)

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  • Response to Letter to the Editor: Concerns on modeling postmenopausal osteoporosis in young female rats. 査読 国際誌

    Juan Marcelo Rosales Rocabado, Masaru Kaku, Kosuke Nozaki, Takako Ida, Megumi Kitami, Yujin Aoyagi, Katsumi Uoshima

    Journal of orthopaedic surgery and research   14 ( 1 )   451 - 451   2019年12月

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  • オッセオインテグレーションの獲得に関わる骨代謝とコラーゲン架橋 招待 査読

    加来 賢, 井田 貴子, 長澤 麻沙子, 魚島 勝美

    日口腔インプラント誌   32 ( 2 )   26 - 32   2019年6月

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    記述言語:日本語  

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  • Valproic Acid contribute to Bone Cavity Healing in Rats. 査読

    Rashid M, Akiba Y, Eguchi K Akiba N, Kaku M, Nagasawa M, Uoshima K

    Dentistry   3   539 - 546   2019年4月

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  • IFT20 is required for the maintenance of cartilaginous matrix in condylar cartilage. 査読 国際誌

    Megumi Kitami, Hiroyuki Yamaguchi, Masayuki Ebina, Masaru Kaku, Di Chen, Yoshihiro Komatsu

    Biochemical and biophysical research communications   509 ( 1 )   222 - 226   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Condylar cartilage is a joint cartilage essential for smooth jaw movement. The importance of ciliary proteins in condylar cartilage development has been reported. However, little is known about how ciliary proteins control the homeostasis of condylar cartilage. Here we show that intraflagellar transport 20 (IFT20), a ciliary protein, is required for the maintenance of cartilaginous matrix in condylar cartilage. Utilizing NG2-CreER mice expressed in condylar cartilage, we deleted Ift20 by tamoxifen treatment at juvenile-to-adult stages. In wild-type condylar cartilage, IFT20 was robustly produced in the cis-Golgi, but deletion of Ift20 by tamoxifen induction of NG2-CreER (Ift20:NG2-CreER) resulted in reduced cell proliferation and decreased Golgi size in condylar cartilage. Importantly, while the primary cilia were present in cartilage cells in the condylar layers of wild-type mice, no primary cilia were present in the Ift20:NG2-CreER condylar layers. Consistent with this finding, ciliary-mediated Hedgehog signaling was severely attenuated in Ift20 mutant chondrocytes, and thus the production levels of type X collagen were significantly reduced in Ift20:NG2-CreER mice. These results suggest that IFT20 is required for Golgi size and Hedgehog signaling to maintain cartilaginous matrix in condylar cartilage. Our study highlights the unique function of IFT20 in the homeostasis of condylar cartilage.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.12.107

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  • 骨・歯根膜の再生と力 補綴的意義を探る 査読

    魚島 勝美, 加来 賢, 長澤 麻沙子

    日本補綴歯科学会誌   11 ( 1 )   14 - 19   2019年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

    補綴治療と力のコントロールは切っても切れない関係にある。意識するしないにかかわらず、補綴治療に伴って起こる可能性のある生物学的変化は、治療の予後に大きく影響する。ところが、力による骨吸収や骨添加の可能性とその生物学的背景、歯根膜の恒常性維持や再生と力との関係についてはその詳細が明確になっていない。本稿では、現状で解明されているこれら基礎的背景を簡単に紹介する。骨の再生と力の項では、両者の密接な関係を疑わせる臨床的所見を文献と共にいくつか紹介する。歯根膜の再生と力の項では、歯根膜組織構成要素の特異性と臨床的な意義を文献と共に紹介する。以って、将来の補綴治療成績向上に資することを期待したい。(著者抄録)

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  • A multi-factorial analysis of bone morphology and fracture strength of rat femur in response to ovariectomy. 査読 国際誌

    Juan Marcelo Rosales Rocabado, Masaru Kaku, Kosuke Nozaki, Takako Ida, Megumi Kitami, Yujin Aoyagi, Katsumi Uoshima

    Journal of orthopaedic surgery and research   13 ( 1 )   318 - 318   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Postmenopausal osteoporosis develops due to a deficiency of estrogen that causes a decrease in bone mass and changes in the macro- and micro-architectural structure of the bone, leading to the loss of mechanical strength and an increased risk of fracture. Although the assessment of bone mineral density (BMD) has been widely used as a gold standard for diagnostic screening of bone fracture risks, it accounts for only a part of the variation in bone fragility; thus, it is necessary to consider other determinants of bone strength. Therefore, we aimed to comprehensively evaluate the architectural changes of the bone that influence bone fracture strength, together with the different sensitivities of cortical and trabecular bone in response to ovariectomy (OVX). METHODS: Bone morphology parameters were separately analyzed both in cortical and in trabecular bones, at distal-metaphysis, and mid-diaphysis of OVX rat femurs. Three-point bending test was performed at mid-diaphysis of the femurs. Correlation of OVX-induced changes of morphological parameters with breaking force was analyzed using Pearson's correlation coefficient. RESULTS: OVX resulted in a decline in the bone volume of distal-metaphysis trabecular bone, but an increase in distal-metaphysis and mid-diaphysis cortical bone volume. Tissue mineral density (TMD) remained unchanged in both the trabecular and cortical bone of the distal metaphysis but decreased in cortical bone of the mid-diaphysis. The OVX significantly increased the breaking force at mid-diaphysis of the femurs. CONCLUSIONS: OVX decreased the trabecular bone volume of the distal-metaphysis and increased the cortical bone volume of the distal-metaphysis and mid-diaphysis. Despite the reduction in TMD and increased cortical porosity, bone fracture strength increased in the mid-diaphysis after OVX. These results indicate that analyzing a single factor, i.e., BMD, is not sufficient to predict the absolute fracture risk of the bone, as OVX-induced bone response vary, depending on the bone type and location. Our results strongly support the necessity of analyzing bone micro-architecture and site specificity to clarify the true etiology of osteoporosis in a clinical setting.

    DOI: 10.1186/s13018-018-1018-4

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  • VWC2 Increases Bone Formation Through Inhibiting Activin Signaling. 査読 国際誌

    Ahmad Almehmadi, Yoshio Ohyama, Masaru Kaku, Ahmed Alamoudi, Dina Husein, Michitsuna Katafuchi, Yuji Mishina, Yoshiyuki Mochida

    Calcified tissue international   103 ( 6 )   663 - 674   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    By a bioinformatics approach, we have identified a novel cysteine knot protein member, VWC2 (von Willebrand factor C domain containing 2) previously known as Brorin. Since Brorin has been proposed to function as a bone morphogenetic protein (BMP) antagonist, we investigated the binding of Brorin/VWC2 to several BMPs; however, none of the BMPs tested were bound to VWC2. Instead, the βA subunit of activin was found as a binding partner among transforming growth factor (TGF)-β superfamily members. Here, we show that Vwc2 gene expression is temporally upregulated early in osteoblast differentiation, VWC2 protein is present in bone matrix, and localized at osteoblasts/osteocytes. Activin A-induced Smad2 phosphorylation was inhibited in the presence of exogenous VWC2 in MC3T3-E1 osteoblast cell line and primary osteoblasts. The effect of VWC2 on ex vivo cranial bone organ cultures treated with activin A was investigated, and bone morphometric parameters decreased by activin A were restored with VWC2. When we further investigated the biological mechanism how VWC2 inhibited the effects of activin A on bone formation, we found that the effects of activin A on osteoblast cell growth, differentiation, and mineralization were reversed by VWC2. Taken together, a novel secretory protein, VWC2 promotes bone formation by inhibiting Activin-Smad2 signaling pathway.

    DOI: 10.1007/s00223-018-0462-9

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  • BRCA1 and BRCA2 tumor suppressors in neural crest cells are essential for craniofacial bone development. 査読 国際誌

    Kohei Kitami, Megumi Kitami, Masaru Kaku, Bin Wang, Yoshihiro Komatsu

    PLoS genetics   14 ( 5 )   e1007340   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Craniofacial abnormalities, including facial skeletal defects, comprise approximately one-third of all birth defects in humans. Since most bones in the face derive from cranial neural crest cells (CNCCs), which are multipotent stem cells, craniofacial bone disorders are largely attributed to defects in CNCCs. However, it remains unclear how the niche of CNCCs is coordinated by multiple gene regulatory networks essential for craniofacial bone development. Here we report that tumor suppressors breast cancer 1 (BRCA1) and breast cancer 2 (BRCA2) are required for craniofacial bone development in mice. Disruption of Brca1 in CNCC-derived mesenchymal cells, but not in epithelial-derived cells, resulted in craniofacial skeletal defects. Whereas osteogenic differentiation was normal, both osteogenic proliferation and survival were severely attenuated in Brca1 mutants. Brca1-deficient craniofacial skeletogenic precursors displayed increased DNA damage and enhanced cell apoptosis. Importantly, the craniofacial skeletal defects were sufficiently rescued by superimposing p53 null alleles in a neural crest-specific manner in vivo, indicating that BRCA1 deficiency induced DNA damage, cell apoptosis, and that the pathogenesis of craniofacial bone defects can be compensated by inactivation of p53. Mice lacking Brca2 in CNCCs, but not in epithelial-derived cells, also displayed abnormalities resembling the craniofacial skeletal malformations observed in Brca1 mutants. Our data shed light on the importance of BRCA1/BRCA2 function in CNCCs during craniofacial skeletal formation.

    DOI: 10.1371/journal.pgen.1007340

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  • 骨質研究がもたらす歯科補綴の治療イノベーション 歯科補綴学における骨質のパラダイムシフト 査読

    黒嶋 伸一郎, 加来 賢, 石本 卓也, 佐々木 宗輝, 中野 貴由, 澤瀬 隆

    日本補綴歯科学会誌   10 ( 1 )   1 - 15   2018年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

    目的:本研究の目的は、米国国立衛生研究所により提唱された「骨質」について最新の知見に基づいて解説し、骨質に影響を与える細胞や分子動態を解説することにある。研究の選択:本論文は、コラーゲン線維、生体アパタイト(Biological Apatite:BAp)結晶、ならびに骨芽細胞や骨細胞を含む骨関連細胞に焦点を当てた文献レビューである。結果:歯科学における「骨質」という専門用語は、レントゲン的および感覚的な評価に基づいて、長い間、骨密度とほぼ同義と考えられてきた。ところが2000年、米国国立衛生研究所は、骨質は骨密度とは完全に独立した全く新しい概念で、「骨構造」、「骨代謝回転」、「石灰化」ならびに「損傷の蓄積」などから構成されると定義した。そしてわれわれは近年、BAp、コラーゲン線維、ならびに骨芽細胞や骨細胞といった骨関連細胞が、ヒップインプラント(股関節インプラント)やデンタルインプラント周囲における新しい概念の「骨質」に重要な役割を果たすことを明らかにした。結論:新規概念の「骨質」は骨の力学的機能を理解するために極めて重要である。BAp、コラーゲン線維、ならびに骨細胞は骨質に影響を与える主要な因子であり、さらに荷重は骨質を動的に適応変化させる。新規概念の「骨質」を理解することは歯科学において必要不可欠である。(著者抄録)

    CiNii Article

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  • Extracellular matrix with defective collagen cross-linking affects the differentiation of bone cells. 査読 国際誌

    Takako Ida, Masaru Kaku, Megumi Kitami, Masahiko Terajima, Juan Marcelo Rosales Rocabado, Yosuke Akiba, Masako Nagasawa, Mitsuo Yamauchi, Katsumi Uoshima

    PloS one   13 ( 9 )   e0204306   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Fibrillar type I collagen, the predominant organic component in bone, is stabilized by lysyl oxidase (LOX)-initiated covalent intermolecular cross-linking, an important determinant of bone quality. However, the impact of collagen cross-linking on the activity of bone cells and subsequent tissue remodeling is not well understood. In this study, we investigated the effect of collagen cross-linking on bone cellular activities employing a loss-of-function approach, using a potent LOX inhibitor, β-aminopropionitrile (BAPN). Osteoblastic cells (MC3T3-E1) were cultured for 2 weeks in the presence of 0-2 mM BAPN to obtain low cross-linked collagen matrices. The addition of BAPN to the cultures diminished collagen cross-links in a dose-dependent manner and, at 1 mM level, none of the major cross-links were detected without affecting collagen production. After the removal of cellular components from these cultures, MC3T3-E1, osteoclasts (RAW264.7), or mouse primary bone marrow-derived stromal cells (BMSCs) were seeded. MC3T3-E1 cells grown on low cross-link matrices showed increased alkaline phosphatase (ALP) activity. The number of multinucleate tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP)-positive cells increased in RAW264.7 cells. Initial adhesion, proliferation, and ALP activity of BMSCs also increased. In the animal experiments, 4-week-old C57BL/6 mice were fed with BAPN-containing diet for 8 weeks. At this point, biochemical analysis of bone demonstrated that collagen cross-links decreased without affecting collagen content. Then, the diet was changed to a control diet to minimize the direct effect of BAPN. At 2 and 4 weeks after the change, histological samples were prepared. Histological examination of femur samples at 4 weeks showed a significant increase in the number of bone surface osteoblasts, while the bone volume and surface osteoclast numbers were not significantly affected. These results clearly demonstrated that the extent of collagen cross-linking of bone matrix affected the differentiation of bone cells, underscoring the importance of collagen cross-linking in the regulation of cell behaviors and tissue remodeling in bone. Characterization of collagen cross-linking in bone may be beneficial to obtain insight into not only bone mechanical property, but also bone cellular activities.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0204306

    Web of Science

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  • A paradigm shift for bone quality in dentistry: A literature review. 査読 国際誌

    Shinichiro Kuroshima, Masaru Kaku, Takuya Ishimoto, Muneteru Sasaki, Takayoshi Nakano, Takashi Sawase

    Journal of prosthodontic research   61 ( 4 )   353 - 362   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PURPOSE: The aim of this study was to present the current concept of bone quality based on the proposal by the National Institutes of Health (NIH) and some of the cellular and molecular factors that affect bone quality. STUDY SELECTION: This is a literature review which focuses on collagen, biological apatite (BAp), and bone cells such as osteoblasts and osteocytes. RESULTS: In dentistry, the term "bone quality" has long been considered to be synonymous with bone mineral density (BMD) based on radiographic and sensible evaluations. In 2000, the NIH proposed the concept of bone quality as "the sum of all characteristics of bone that influence the bone's resistance to fracture," which is completely independent of BMD. The NIH defines bone quality as comprising bone architecture, bone turnover, bone mineralization, and micro-damage accumulation. Moreover, our investigations have demonstrated that BAp, collagen, and bone cells such as osteoblasts and osteocytes play essential roles in controlling the current concept of bone quality in bone around hip and dental implants. CONCLUSION: The current concept of bone quality is crucial for understanding bone mechanical functions. BAp, collagen and osteocytes are the main factors affecting bone quality. Moreover, mechanical loading dynamically adapts bone quality. Understanding the current concept of bone quality is required in dentistry.

    DOI: 10.1016/j.jpor.2017.05.006

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  • An ENU-induced splice site mutation of mouse Col1a1 causing recessive osteogenesis imperfecta and revealing a novel splicing rescue. 査読 国際誌

    Koichi Tabeta, Xin Du, Kei Arimatsu, Mai Yokoji, Naoki Takahashi, Norio Amizuka, Tomoka Hasegawa, Karine Crozat, Tomoki Maekawa, Sayuri Miyauchi, Yumi Matsuda, Takako Ida, Masaru Kaku, Kasper Hoebe, Kinji Ohno, Hiromasa Yoshie, Kazuhisa Yamazaki, Eva Marie Y Moresco, Bruce Beutler

    Scientific reports   7 ( 1 )   11717 - 11717   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    GU-AG consensus sequences are used for intron recognition in the majority of cases of pre-mRNA splicing in eukaryotes. Mutations at splice junctions often cause exon skipping, short deletions, or insertions in the mature mRNA, underlying one common molecular mechanism of genetic diseases. Using N-ethyl-N-nitrosourea, a novel recessive mutation named seal was produced, associated with fragile bones and susceptibility to fractures (spine and limbs). A single nucleotide transversion (T → A) at the second position of intron 36 of the Col1a1 gene, encoding the type I collagen, α1 chain, was responsible for the phenotype. Col1a1 seal mRNA expression occurred at greatly reduced levels compared to the wild-type transcript, resulting in reduced and aberrant collagen fibers in tibiae of seal homozygous mice. Unexpectedly, splicing of Col1a1 seal mRNA followed the normal pattern despite the presence of the donor splice site mutation, likely due to the action of a putative intronic splicing enhancer present in intron 25, which appeared to function redundantly with the splice donor site of intron 36. Seal mice represent a model of human osteogenesis imperfecta, and reveal a previously unknown mechanism for splicing "rescue."

    DOI: 10.1038/s41598-017-10343-9

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  • Recruitment of bone marrow-derived cells to the periodontal ligament via the stromal cell-derived factor-1/C-X-C chemokine receptor type 4 axis. 査読

    Kaku M, Kitami M, Rosales Rocabado JM, Ida T, Akiba Y, Uoshima K

    Journal of periodontal research   52 ( 4 )   686 - 694   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/jre.12433

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  • Functional Diversity of Ciliary Proteins in Bone Development and Disease. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Yoshihiro Komatsu

    Current osteoporosis reports   15 ( 2 )   96 - 102   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PURPOSE OF REVIEW: The primary cilium is a non-motile microtubule-based organelle that senses a diverse range of extracellular signals. While recent studies highlight the importance of ciliary-dependent developmental signals, including Hedgehog, Wnt, and platelet-derived growth factor, it is not well understood whether and how bone morphogenetic protein (BMP) signaling, a key regulator of skeletogenesis, is involved in cilia-related bone developmental aspects and in the etiology of skeletal disorders. RECENT FINDINGS: Increasing evidence suggests that osteoblast- or osteocyte-specific deletion of ciliary proteins leads to diverse skeletal malformations, reinforcing the idea that primary cilia are indispensable for regulating bone development and maintenance. Furthermore, it became evident that ciliary proteins not only contribute to ciliogenesis but also orchestrate cellular trafficking. This review summarizes the current understanding of ciliary proteins in bone development and discusses the potential role of BMP signaling in primary cilia, enabling us to unravel the potential pathogenesis of skeletal ciliopathies.

    DOI: 10.1007/s11914-017-0351-6

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  • Medication-related osteonecrosis of the jaw; what should we do as prosthodontists? 査読 国際誌

    Shinichiro Kuroshima, Masaru Kaku, Takashi Matsuura, Ikiru Atsuta, Yasunori Ayukawa, Takashi Sawase

    Journal of prosthodontic research   60 ( 4 )   229 - 230   2016年10月

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  • Prolonged Survival of Transplanted Osteoblastic Cells Does Not Directly Accelerate the Healing of Calvarial Bone Defects. 査読 国際誌

    Megumi Kitami, Masaru Kaku, Juan Marcelo Rosales Rocabado, Takako Ida, Nami Akiba, Katsumi Uoshima

    Journal of cellular physiology   231 ( 9 )   1974 - 82   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Considering the increased interest in cell-based bone regeneration, it is necessary to reveal the fate of transplanted cells and their substantive roles in bone regeneration. The aim of this study was to analyze the fate of transplanted cells and the effect of osteogenic cell transplantation on calvarial bone defect healing. An anti-apoptotic protein, heat shock protein (HSP) 27, was overexpressed in osteoblasts. Then, the treated osteoblasts were transplanted to calvarial bone defect and their fate was analyzed to evaluate the significance of transplanted cell survival. Transient overexpression of Hsp27 rescued MC3T3-E1 osteoblastic cells from H2 O2 -induced apoptosis without affecting osteoblastic differentiation in culture. Transplantation of Hsp27-overexpressing cells, encapsulated in collagen gel, showed higher proliferative activity, and fewer apoptotic cells in comparison with control cells. After 4-week of transplantation, both control cell- and Hsp27 overexpressed cell-transplanted groups showed significantly higher new bone formation in comparison with cell-free gel-transplantation group. Interestingly, the prolonged survival of transplanted osteoblastic cells by Hsp27 did not provide additional effect on bone healing. The transplanted cells in collagen gel survived for up to 4-week but did not differentiate into bone-forming osteoblasts. In conclusion, cell-containing collagen gel accelerated calvarial bone defect healing in comparison with cell-free collagen gel. However, prolonged survival of transplanted cells by Hsp27 overexpression did not provide additional effect. These results strongly indicate that cell transplantation-based bone regeneration cannot be explained only by the increment of osteogenic cells. Further studies are needed to elucidate the practical roles of transplanted cells that will potentiate successful bone regeneration. J. Cell. Physiol. 231: 1974-1982, 2016. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI: 10.1002/jcp.25302

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  • Prosthodontics: A multidisciplinary field in dentistry. 査読 国際誌

    Masaru Kaku

    Journal of prosthodontic research   60 ( 3 )   143 - 4   2016年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jpor.2016.05.001

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  • FAM20A binds to and regulates FAM20C localization. 査読 国際誌

    Yoshio Ohyama, Ju-Hsien Lin, Nattanan Govitvattana, I-Ping Lin, Sundharamani Venkitapathi, Ahmed Alamoudi, Dina Husein, Chunying An, Hak Hotta, Masaru Kaku, Yoshiyuki Mochida

    Scientific reports   6   27784 - 27784   2016年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Mutations in the Family with sequence similarity (FAM) 20 gene family are associated with mineralized tissue phenotypes in humans. Among these genes, FAM20A mutations are associated with Amelogenesis Imperfecta (AI) with gingival hyperplasia and nephrocalcinosis, while FAM20C mutations cause Raine syndrome, exhibiting bone and craniofacial/dental abnormalities. Although it has been demonstrated that Raine syndrome associated-FAM20C mutants prevented FAM20C kinase activity and secretion, overexpression of the catalytically inactive D478A FAM20C mutant was detected in both cell extracts and the media. This suggests that FAM20C secretion doesn't require its kinase activity, and that another molecule(s) may control the secretion. In this study, we found that extracellular FAM20C localization was increased when wild-type (WT), but not AI-forms of FAM20A was co-transfected. On the other hand, extracellular FAM20C was absent in the conditioned media of mouse embryonic fibroblasts (MEFs) derived from Fam20a knock-out (KO) mouse, while it was detected in the media from WT MEFs. We also showed that cells with the conditioned media of Fam20a WT MEFs mineralized, but those with the conditioned media of KO MEFs failed to mineralize in vitro. Our data thus demonstrate that FAM20A controls FAM20C localization that may assist in the extracellular function of FAM20C in mineralized tissues.

    DOI: 10.1038/srep27784

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  • Canonical and noncanonical intraflagellar transport regulates craniofacial skeletal development. 査読 国際誌

    Kazuo Noda, Megumi Kitami, Kohei Kitami, Masaru Kaku, Yoshihiro Komatsu

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   113 ( 19 )   E2589-97 - E2597   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The primary cilium is a cellular organelle that coordinates signaling pathways critical for cell proliferation, differentiation, survival, and homeostasis. Intraflagellar transport (IFT) plays a pivotal role in assembling primary cilia. Disruption and/or dysfunction of IFT components can cause multiple diseases, including skeletal dysplasia. However, the mechanism by which IFT regulates skeletogenesis remains elusive. Here, we show that a neural crest-specific deletion of intraflagellar transport 20 (Ift20) in mice compromises ciliogenesis and intracellular transport of collagen, which leads to osteopenia in the facial region. Whereas platelet-derived growth factor receptor alpha (PDGFRα) was present on the surface of primary cilia in wild-type osteoblasts, disruption of Ift20 down-regulated PDGFRα production, which caused suppression of PDGF-Akt signaling, resulting in decreased osteogenic proliferation and increased cell death. Although osteogenic differentiation in cranial neural crest (CNC)-derived cells occurred normally in Ift20-mutant cells, the process of mineralization was severely attenuated due to delayed secretion of type I collagen. In control osteoblasts, procollagen was easily transported from the endoplasmic reticulum (ER) to the Golgi apparatus. By contrast, despite having similar levels of collagen type 1 alpha 1 (Col1a1) expression, Ift20 mutants did not secrete procollagen because of dysfunctional ER-to-Golgi trafficking. These data suggest that in the multipotent stem cells of CNCs, IFT20 is indispensable for regulating not only ciliogenesis but also collagen intracellular trafficking. Our study introduces a unique perspective on the canonical and noncanonical functions of IFT20 in craniofacial skeletal development.

    DOI: 10.1073/pnas.1519458113

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  • Mechanical Loading Stimulates Expression of Collagen Cross-Linking Associated Enzymes in Periodontal Ligament. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Juan Marcelo Rosales Rocabado, Megumi Kitami, Takako Ida, Yosuke Akiba, Mitsuo Yamauchi, Katsumi Uoshima

    Journal of cellular physiology   231 ( 4 )   926 - 33   2016年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Type I collagen, a major extracellular component of the periodontal ligament (PDL), is post-translationally modified by a series of specific enzymes. Among the collagen-modifying enzymes, lysyl oxidase (LOX) is essential to initiate collagen cross-linking and lysyl hydroxylases (LHs) to regulate the cross-linking pathways that are important for tissue specific mechanical properties. The purpose of this study was to investigate the effects of mechanical loading on the expression of collagen-modifying enzymes and subsequent tissue changes in PDL. Primary human PDL cells were subjected to mechanical loading in a 3D collagen gel, and gene expression and collagen component were analyzed. Wistar rats were subjected to excessive occlusal loading with or without intra-peritoneal injection of a LOX inhibitor, β-aminopropionitrile (BAPN). Upon mechanical loading, gene expression of LH2 and LOX was significantly elevated, while that of COL1A2 was not affected on hPDL-derived cells. The mechanical loading also elevated formation of collagen α-chain dimers in 3D culture. The numbers of LH2 and LOX positive cells in PDL were significantly increased in an excessive occlusal loading model. Notably, an increase of LH2-positive cells was observed only at the bone-side of PDL. Intensity of picrosirius red staining was increased by excessive occlusal loading, but significantly diminished by BAPN treatment. These results demonstrated that mechanical loading induced collagen maturation in PDL by up-regulating collagen-modifying enzymes and subsequent collagen cross-linking which are important for PDL tissue maintenance. J. Cell. Physiol. 231: 926-933, 2016. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI: 10.1002/jcp.25184

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  • Correlation Between Stress Distributions and Biological Reactions in Bone Surrounding Implants That Support Cantilevers in Supraocclusal Contact in Rats. 査読 国際誌

    Ryohei Takano, Masako Nagasawa, Megumi Kitami, Juan Marcelo Rosales Rocabado, Masaru Kaku, Roxana Stegaroiu, Katsumi Uoshima

    Implant dentistry   25 ( 2 )   204 - 13   2016年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PURPOSE: To investigate the relationship between stress distributions and peri-implant bone reactions around maxillary implants that support cantilevers in supraocclusal contact. MATERIALS AND METHODS: After molar extraction, 16 Wistar rats received a titanium implant unilaterally. After healing, 8 rats (control group) were killed and the others received implant-supported cantilever superstructures in supraocclusion (loaded group). After 5 days, they were killed. The maxillae of all rats were scanned by microcomputed tomography (μ-CT). Based on the μ-CT images, bone volumes were measured. For the loaded group, 3D finite element models were created and analyzed under 20-N vertical and 5-N lateral forces, successively. After μ-CT scanning, sections were prepared and observed histologically. RESULTS: When compared with the controls, the bone volume tended to decrease in the loaded group, but the difference was not statistically significant. On average, marginal bone resorption and stresses tended to be higher in 2 rats that occluded on the cantilever arm than in the others, which occluded right on the implant, nevertheless, calculated stress did not surpass the maximum elastic stress (yielding strength) of rat bone. However, at the implant-bone interface of these samples, partial bone resorption surrounded by signs of active resorption was histologically found. CONCLUSION: These findings suggest that in this occlusally loaded rat model, the stress distributions correlated to some extent with bone volume and morphological changes observed on μ-CT images and histological sections.

    DOI: 10.1097/ID.0000000000000369

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  • Immunohistochemical localization of tenascin-C in rat periodontal ligament with reference to alveolar bone remodeling. 査読

    Rei Sato, Hiroki Fukuoka, Tamaki Yokohama-Tamaki, Masaru Kaku, Shunichi Shibata

    Anatomical science international   91 ( 2 )   196 - 206   2016年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We investigated the immunohistochemical localization of tenascin-C in 8-week-old rat periodontal ligaments. Tenascin-C immunoreactivity was detected in zones along with cementum and alveolar bone, and more intensely on the resorption surface of alveolar bone than on the formation surface. On the resorbing surface, tenascin-C immunoreactivity was detected in Howship's lacunae without osteoclasts, and in the interfibrous space of the periodontal ligaments, indicating that this molecule works as an adhesion molecule between bone and fibers of periodontal ligaments. Upon experimental tooth movement by inserting elastic bands (Waldo method), the physiological resorption surface of alveolar bone under compressive force showed enhanced bone resorption and enhanced tenascin-C immunoreactivity. However, on the physiological bone formation surface under compressive force, bone resorption was seen only occasionally, and no enhanced tenascin-C immunoreactivity was noted. In an experiment involving excessive occlusal loading to rat molars, transient bone resorption occurred within interradicular septa, but no enhanced tenascin-C immunoreactivity was seen in the periodontal ligaments. These results indicate that tenascin-C works effectively on the bone resorbing surface of physiological alveolar bone remodeling sites, rather than on the non-physiological transient bone resorbing surface. Fibronectin immunoreactivity was distributed evenly in the periodontal ligaments under experimental conditions. Co-localization of tenascin-C and fibronectin immunoreactivity was observed in many regions, but mutually exclusive expression patterns were also seen in some regions, indicating that fibronectin might not be directly involved in alveolar bone remodeling, but may play a role via interaction with tenascin-C.

    DOI: 10.1007/s12565-015-0285-y

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  • Cell-based bone regeneration for alveolar ridge augmentation--cell source, endogenous cell recruitment and immunomodulatory function. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Yosuke Akiba, Kentaro Akiyama, Daisuke Akita, Masahiro Nishimura

    Journal of prosthodontic research   59 ( 2 )   96 - 112   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Alveolar ridge plays a pivotal role in supporting dental prosthesis particularly in edentulous and semi-dentulous patients. However the alveolar ridge undergoes atrophic change after tooth loss. The vertical and horizontal volume of the alveolar ridge restricts the design of dental prosthesis; thus, maintaining sufficient alveolar ridge volume is vital for successful oral rehabilitation. Recent progress in regenerative approaches has conferred marked benefits in prosthetic dentistry, enabling regeneration of the atrophic alveolar ridge. In order to achieve successful alveolar ridge augmentation, sufficient numbers of osteogenic cells are necessary; therefore, autologous osteoprogenitor cells are isolated, expanded in vitro, and transplanted to the specific anatomical site where the bone is required. Recent studies have gradually elucidated that transplanted osteoprogenitor cells are not only a source of bone forming osteoblasts, they appear to play multiple roles, such as recruitment of endogenous osteoprogenitor cells and immunomodulatory function, at the forefront of bone regeneration. This review focuses on the current consensus of cell-based bone augmentation therapies with emphasis on cell sources, transplanted cell survival, endogenous stem cell recruitment and immunomodulatory function of transplanted osteoprogenitor cells. Furthermore, if we were able to control the mobilization of endogenous osteoprogenitor cells, large-scale surgery may no longer be necessary. Such treatment strategy may open a new era of safer and more effective alveolar ridge augmentation treatment options.

    DOI: 10.1016/j.jpor.2015.02.001

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  • Analysis of Patients Visiting Niigata University Medical and Dental Hospital with Chief Complaints of Metal Allergy and/or Focal Infection in the Previous 8 Years 査読

    Akiba Y, Tomizuka K, Kaku M, Kawasaki M, Nagasawa M, Takano R, Uoshima K.

    The Indonesian Journal of Dental Research   1 ( 2 )   2015年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Mechano-regulation of collagen biosynthesis in periodontal ligament. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Mitsuo Yamauchi

    Journal of prosthodontic research   58 ( 4 )   193 - 207   2014年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Periodontal ligament (PDL) plays critical roles in the development and maintenance of periodontium such as tooth eruption and dissipation of masticatory force. The mechanical properties of PDL are mainly derived from fibrillar type I collagen, the most abundant extracellular component. The biosynthesis of type I collagen is a long, complex process including a number of intra- and extracellular post-translational modifications. The final modification step is the formation of covalent intra- and intermolecular cross-links that provide collagen fibrils with stability and connectivity. It is now clear that collagen post-translational modifications are regulated by groups of specific enzymes and associated molecules in a tissue-specific manner; and these modifications appear to change in response to mechanical force. This review focuses on the effect of mechanical loading on collagen biosynthesis and fibrillogenesis in PDL with emphasis on the post-translational modifications of collagens, which is an important molecular aspect to understand in the field of prosthetic dentistry.

    DOI: 10.1016/j.jpor.2014.08.003

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  • ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACI)を用いたエピジェネティクス制御による細胞分化制御を利用した新規骨増成法に関する研究

    秋葉 陽介, 江口 香里, Rashid Md. Mamunur, 加来 賢, 秋葉 奈美, 魚島 勝美

    日本歯科医学会誌   33   44 - 48   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本歯科医学会  

    ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACI)は抗癌剤、抗てんかん薬として臨床応用される薬剤である。HDACIは遺伝子発現過程においてクロマチンリモデリングに関与し、遺伝子発現を活性化することが知られている。骨形成関連においてはRunx2の安定化に関与し骨芽細胞の分化を促進する作用が報告されている。そこで本研究では、はじめに上顎骨円筒形骨欠損修復モデルを用いてHDACIの全身投与における骨形成能の賦活化を検討することとした。HDACIにはバルプロ酸(Valproic acid(VPA))を使用し、投与法は腹腔内投与、投与期間は円筒形骨欠損形成前7日間とした。VPA全身投与群では窩洞内新生骨形成能促進、円筒形骨欠損治癒促進を示す像が窩洞形成14日から21日後にかけて観察された。次に頭蓋骨限界径骨欠損細胞移植モデルを作製し、大腿骨より採取した骨髄間質細胞をVPA処理し欠損部へ移植した。VPA処理細胞移植窩洞では対照群と比較して窩洞内の石灰化の亢進が観察された。本研究より骨増成法におけるHDACIの有効性が示され、更にHDACIの多機能性を応用した新規骨増成法開発の可能性が示唆された。(著者抄録)

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  • Royal jelly affects collagen crosslinking in bone of ovariectomized rats 査読

    Kaku M, Rocabado JMR, Kitami M, Ida T, Uoshima K

    JOURNAL OF FUNCTIONAL FOODS   7 ( 1 )   398 - 406   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jff.2014.01.019

    Web of Science

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  • Osteoblastic differentiation and mineralization ability of periosteum-derived cells compared with bone marrow and calvaria-derived cells. 査読

    Rosales-Rocabado Juan Marcelo, Kaku Masaru, Kitami Megumi, Akiba Yosuke, Uoshima Katsumi

    J Oral Maxillofac Surg   72 ( 4 )   694.e1 - 694.e9   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.joms.2013.12.001

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  • 【力を診る-歯列を守る力のマネジメント-】力が加わったら生体はどう変化するか 生体力学と力の生物学 歯根膜のメカノバイオロジー 査読

    魚島 勝美, 加来 賢

    補綴臨床   別冊 ( 力を診る-歯列を守る力のマネジメント- )   46 - 51   2012年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:医歯薬出版(株)  

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  • Identification and characterization of neural crest-derived cells in adult periodontal ligament of mice. 査読

    Kaku M, Komatsu Y, Mochida Y, Yamauchi M, Mishina Y, Ko CC

    Arch Oral Biol   57 ( 12 )   1668 - 1675   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.archoralbio.2012.04.022

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  • Distribution and relative activity of matrix metalloproteinase-2 in human coronal dentin. 査読 国際誌

    Lee W Boushell, Masaru Kaku, Yoshiyuki Mochida, Mitsuo Yamauchi

    International journal of oral science   3 ( 4 )   192 - 9   2011年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The presence of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) in dentin has been reported, but its distribution and activity level in mature human coronal dentin are not well understood. The purpose of this study was to determine the MMP-2 distribution and relative activity in demineralized dentin. Crowns of twenty eight human molars were sectioned into inner (ID), middle (MD), and outer dentin (OD) regions and demineralized. MMP-2 was extracted with 0.33 mol x L(-1) EDTA/2 mol xL(-1) guanidine-HCl, pH 7.4, and MMP-2 concentration was estimated with enzyme-linked immunoabsorbant assay (ELISA). Further characterization was accomplished by Western blotting analysis and gelatin zymography. The mean concentrations of MMP-2 per mg dentin protein in the dentin regions were significantly different (P = 0.043): 0.9 ng (ID), 0.4 ng (MD), and 2.2 ng (OD), respectively. The pattern of MMP-2 concentration was OD > ID > MD. Western blotting analysis detected -.66 and -72 kDa immunopositive proteins corresponding to pro- and mature MMP-2, respectively, in the ID and MD, and a -66 kDa protein in the OD. Gelatinolytic activity consistent with MMP-2 was detected in all regions. Interestingly, the pattern of levels of Western blot immunodetection and gelatinolytic activity was MD > ID > OD. The concentration of MMP-2 in human coronal dentin was highest in the region of dentin that contains the dentinoenamel junction and least in the middle region of dentin. However, levels of Western blot immunodetection and gelatinolytic activity did not correlate with the estimated regional concentrations of MMP-2, potentially indicating region specific protein interactions.

    DOI: 10.4248/IJOS11070

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  • Podocan-like protein: a novel small leucine-rich repeat matrix protein in bone. 査読 国際誌

    Yoshiyuki Mochida, Masaru Kaku, Keiko Yoshida, Michitsuna Katafuchi, Phimon Atsawasuwan, Mitsuo Yamauchi

    Biochemical and biophysical research communications   410 ( 2 )   333 - 8   2011年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Recently, significant attention has been drawn to the biology of small leucine-rich repeat proteoglycans (SLRPs) due to their multiple functionalities in various cell types and tissues. Here, we characterize a novel SLRP member, "Podocan-like (Podnl) protein" identified by a bioinformatics approach. The Podnl protein has a signal peptide, a unique cysteine-rich N-terminal cluster, 21 leucine-rich repeat (LRR) motifs, and one putative N-glycosylation site. This protein is structurally similar to podocan in SLRPs. The gene was highly expressed in mineralized tissues and in osteoblastic cells and the high expression level was observed at and after matrix mineralization in vitro. Podnl was enriched in newly formed bones based on immunohistochemical analysis. When Podnl was transfected into osteoblastic cells, the protein with N-glycosylation was detected mainly in the cultured medium, indicating that Podnl is a secreted N-glycosylated protein. The endogenous Podnl protein was also present in bone matrix. These data provide a new insight into our understanding of the emerging SLRP functions in bone formation.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.05.150

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  • Effect of cyclic mechanical loading on osteoclast recruitment in periodontal tissue 査読

    Nozaki K, Kaku M, Yamashita Y, Yamauchi M, Miura H

    Journal of periodontal research   45 ( 1 )   8 - 15   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1600-0765.2008.01193.x

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  • Lysyl oxidase binds transforming growth factor-beta and regulates its signaling via amine oxidase activity. 査読 国際誌

    Phimon Atsawasuwan, Yoshiyuki Mochida, Michitsuna Katafuchi, Masaru Kaku, Keith S K Fong, Katalin Csiszar, Mitsuo Yamauchi

    The Journal of biological chemistry   283 ( 49 )   34229 - 40   2008年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Lysyl oxidase (LOX), an amine oxidase critical for the initiation of collagen and elastin cross-linking, has recently been shown to regulate cellular activities possibly by modulating the functions of growth factors. In this study, we investigated the interaction between LOX and transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1), a potent growth factor abundant in bone, the effect of LOX on TGF-beta1 signaling, and its potential mechanism. The specific binding between mature LOX and mature TGF-beta1 was demonstrated by immunoprecipitation and glutathione S-transferase pulldown assay in vitro. Both proteins were colocalized in the extracellular matrix in an osteoblastic cell culture system, and the binding complex was identified in the mineral-associated fraction of bone matrix. Furthermore, LOX suppressed TGF-beta1-induced Smad3 phosphorylation likely through its amine oxidase activity. The data indicate that LOX binds to mature TGF-beta1 and enzymatically regulates its signaling in bone and thus may play an important role in bone maintenance and remodeling.

    DOI: 10.1074/jbc.M803142200

    Web of Science

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  • Immunohistochemical localization of matrixmetalloproteinase-2 in human coronal dentin. 査読 国際誌

    Lee W Boushell, Masaru Kaku, Yoshiyuki Mochida, Robert Bagnell, Mitsuo Yamauchi

    Archives of oral biology   53 ( 2 )   109 - 16   2008年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    UNLABELLED: While it is known that matrixmetalloproteinase-2 (MMP-2) is present in dentin, its distribution and role in human dentin formation and pathology are not well understood. OBJECTIVE: To characterize the distribution of MMP-2 in human coronal dentin. METHODS: Immunohistochemistry was used to investigate the distribution of MMP-2 in coronal dentin. Freshly extracted human premolars and third molars (age range 12-30) were fixed with formaldehyde, demineralized with 10% EDTA (pH 7.4) and embedded in paraffin. Serial sections were made and subjected to immunohistochemical analysis using a specific monoclonal anti-MMP-2 antibody. Immunoreactivity was visualized with 3,3'-diaminobenzidine substrate and observed under light microscopy. ImageJ software was used to calculate the relative amount/distribution of MMP-2. RESULTS: The analysis revealed immunoreactivity for MMP-2 throughout human coronal dentin. However, intense immunoreactivities were identified in a 90-200 microm zone adjacent to the pre-dentin as well as a 9-10 microm wide zone adjacent to the dentinoenamel junction (DEJ). CONCLUSION: MMP-2 has a specific distribution in human coronal dentin indicating it's involvement in extracellular matrix organization in predentin and the establishment of the DEJ.

    DOI: 10.1016/j.archoralbio.2007.09.012

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  • 1,25(OH)2D3 regulates collagen quality in an osteoblastic cell culture system. 査読

    Nagaoka Hideaki, Mochida Yoshiyuki, Atsawasuwan Phimon, Kaku Masaru, Kondoh Toshirou, Yamauchi Mitsuo

    Biochem Biophys Res Commun   377 ( 2 )   674 - 678   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.10.036

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  • The effect of hydroxyapatite/gemosil nanocomposites on extracellular matrix patterning through the promotion of osteoblast self-organization 査読

    Ching Chang Ko, Alice Ma, Masaru Kaku, Kai Li Liu, T. J.M. Luo, J. F.C. Tulloch, W. S. Hu

    8th World Biomaterials Congress 2008   2   611   2008年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    It was hypothesized that the hydroxyapatite(HAP)/GEMOSIL biomaterial could promote osteoblast (MC3T3) self-organization. This study using MC3T3 cell line demonstrated formation of trabecular bone-like extracellular matrix (ECM) on the material compared to unorganized ECM on the control (no-material). The study also initiated exploratory tests for the underlying mechanisms via gene analysis and proliferation assay.

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  • Post-translational modifications of collagen upon BMP-induced osteoblast differentiation. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Yoshiyuki Mochida, Phimon Atsawasuwan, Duenpim Parisuthiman, Mitsuo Yamauchi

    Biochemical and biophysical research communications   359 ( 3 )   463 - 8   2007年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The pattern of collagen cross-linking is tissue specific primarily determined by the extent of hydroxylation and oxidation of specific lysine residues in the molecule. In this study, murine pre-myoblast cell line, C2C12 cells, were transdifferentiated into osteoblastic cells by bone morphogenetic protein (BMP)-2 treatment, and the gene expression of lysyl hydroxylases (LH1, 2a/b, and 3) and lysyl oxidase (LOX)/lysyl oxidase-like proteins (LOXL1-4), and the extent of hydroxylysine were analyzed. After 24h of treatment, the expression of most isoforms were upregulated up to 96h whereas LH2a and LOXL2 decreased with time. In the treated cells, both hydroxyproline and hydroxylysine were detected at day 7 and increased at day 14. The ratio of hydroxylysine to hydroxyproline was significantly increased at day 14. The results indicate that LHs and LOX/LOXLs are differentially responsive to BMP-induced osteoblast differentiation that may eventually lead to the specific collagen cross-linking pattern seen in bone.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2007.05.109

    Web of Science

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  • Effects of formalin fixation and collagen cross-linking on T2 and magnetization transfer in bovine nasal cartilage. 査読 国際誌

    Kenneth W Fishbein, Yehezkiel A Gluzband, Masaru Kaku, Hasina Ambia-Sobhan, Sue A Shapses, Mitsuo Yamauchi, Richard G Spencer

    Magnetic resonance in medicine   57 ( 6 )   1000 - 11   2007年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Endogenous collagen cross-links influence cartilage biomechanical properties and resistance to degradation. Formalin fixation modifies collagen residues and forms new cross-links in a dose-dependent manner. We tested the hypothesis that magnetization transfer (MT) effects and T(2) depend on collagen cross-linking in cartilage. These parameters were measured in bovine nasal cartilage (BNC) prior to fixation, after 9 weeks of immersion in formalin solutions ranging in concentration from 0% to 10%, and after NaBH(3)CN reduction and washing. T(2) decreased by 59.4% +/- 1.1% upon fixation in 10% formalin, and was 32.2% +/- 5.2% shorter than initial values after washing. The apparent MT rate increased 25.9% +/- 3.7% and 52.8% +/- 7.1% over baseline under these conditions. Biochemical assays showed no significant differences in water, proteoglycan, natural cross-link, or collagen content between the 0% and 10% formalin-treated samples, while amino acid analysis demonstrated losses in (hydroxy)lysine and tyrosine, and new peaks consistent with methylene cross-links in fixed samples only. We conclude that formalin fixation of cartilage results in significant decreases in T(2) and increases in MT parameters that persist after removal of unreacted formaldehyde. The collagen cross-links thus created are associated with large changes in MT and T(2), indicating that interpretation of T(2) and MT values in terms of cartilage macromolecular content must be made with caution.

    DOI: 10.1002/mrm.21216

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  • Nephrocan, a novel member of the small leucine-rich repeat protein family, is an inhibitor of transforming growth factor-beta signaling. 査読 国際誌

    Yoshiyuki Mochida, Duenpim Parisuthiman, Masaru Kaku, Jun-ichi Hanai, Vikas P Sukhatme, Mitsuo Yamauchi

    The Journal of biological chemistry   281 ( 47 )   36044 - 51   2006年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In a search of new, small leucine-rich repeat proteoglycan/protein (SLRP) family members, a novel gene, nephrocan (NPN), has been identified. The gene consists of three exons, and based on the deduced amino acid sequence, NPN has 17 leucine-rich repeat motifs and unique cysteine-rich clusters both in the N and C termini, indicating that this gene belongs to a new class of SLRP family. NPN mRNA was predominantly expressed in kidney in adult mice, and during mouse embryogenesis, the expression was markedly increased in 11-day-old embryos at a time when early kidney development takes place. In the adult mouse kidney, NPN protein was located in distal tubules and collecting ducts. When NPN was overexpressed in cell culture, the protein was detected in the cultured medium, and upon treatment with N-glycosidase F, the molecular mass was lowered by approximately 14 kDa, indicating that NPN is a secreted N-glycosylated protein. Furthermore, transforming growth factor-beta (TGF-beta)-responsive 3TP promoter luciferase activity was down-regulated, and TGF-beta-induced Smad3 phosphorylation was also inhibited by NPN, suggesting that NPN suppresses TGF-beta/Smad signaling. Taken together, NPN is a novel member of the SLRP family that may play important roles in kidney development and pathophysiology by functioning as an endogenous inhibitor of TGF-beta signaling.

    DOI: 10.1074/jbc.M604787200

    Web of Science

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  • Investigation of periodontal ligament reaction upon excessive occlusal load--osteopontin induction among periodontal ligament cells. 査読 国際誌

    Masaru Kaku, Katsumi Uoshima, Yasuo Yamashita, Hiroyuki Miura

    Journal of periodontal research   40 ( 1 )   59 - 66   2005年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVE: The purpose of the present study was to investigate the reaction of the periodontal ligament to excessive occlusal loading by observing the histological changes and osteopontin induction. The possibility of ligand for receptor activator of nuclear factor kappaB (RANKL) participation in osteopontin induction was also discussed. BACKGROUND: The precise mechanism of periodontal ligament breakdown by excessive occlusal loading remains unclear. We established an experimental model for excessive occlusal loading in vivo. Osteopontin is known to be produced upon mechanical loading and is considered to induce the migration of osteoclasts to the resorption site. RANKL is one of the essential factors for osteoclast maturation and induces the constitutive induction of intracellular osteopontin in vitro. METHODS: The occlusal surface of the upper left first molars of rats was raised by steel wire bonding in order to induce occlusal trauma. The destruction of the periodontal ligament was observed and the production of osteopontin and RANKL by periodontal ligament cells was detected via immunohistochemistry. RESULTS: Our model produced wide-ranging destruction of the periodontal ligament. From day 3 to day 7, prominent compression of the periodontal ligament and osteoclast migration were observed at the apical interradicular septum. Osteopontin was detected in some osteoclasts, surrounding fibroblasts, and osteoblasts adjacent to the compression area. RANKL was observed from day 1 to day 7 around the osteoblasts and osteoclasts. CONCLUSIONS: Our model was useful for the detailed investigation of periodontal ligament breakdown during excessive occlusal loading. Although intracellular osteopontin was produced in osteoclasts with intermittent occlusal loading, the role of this protein in the cells was not clear. No correlation between RANKL distribution and osteopontin production in osteoclasts could be found.

    DOI: 10.1111/j.1600-0765.2004.00773.x

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MISC

  • 本学歯学部学生の歯冠修復学実習における支台歯形成自己評価能力について

    長澤麻沙子, 秋葉奈美, 秋葉陽介, 加来賢, 青柳裕仁, ROCABADO J, M Rosales, 江口香里, 魚島勝美

    日本歯科医学教育学会総会・学術大会プログラム・抄録集   38th   94   2019年6月

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    記述言語:日本語  

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  • 矯正的歯の移動時のマウス歯根膜における増殖/静止期細胞の局在

    水越 優, 加来 賢, 北見 公平, 井田 貴子, 魚島 勝美, 齋藤 功

    日本矯正歯科学会大会プログラム・抄録集   77回   231 - 231   2018年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本矯正歯科学会  

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  • がん抑制遺伝子BRCA1は顎顔面骨の形態形成に必須である

    北見 公平, 北見 恩美, 加来 賢, 小松 義広, 齋藤 功

    新潟歯学会雑誌   46 ( 2 )   112 - 113   2016年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:新潟歯学会  

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  • 骨質研究がもたらす歯科補綴の治療イノベーション

    加来賢, 石本卓也, 佐々木宗輝

    日本補綴歯科学会誌(Web)   8   103 (WEB ONLY)   2016年7月

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    記述言語:日本語  

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  • SDF-1/CXCR4による歯根膜への骨髄由来細胞の誘導

    加来 賢, 北見 恩美, Rosales Rocavado J.M., 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   8 ( 特別号 )   237 - 237   2016年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • マウス頭蓋骨発生におけるIFT20の役割

    野田 和男, 北見 恩美, 北見 公平, 加来 賢, 小松 義広

    日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集   34回   193 - 193   2016年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:(一社)日本骨代謝学会  

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  • 矯正的歯の移動における歯根膜中のコラーゲン修飾酵素の発現

    北見 公平, 加来 賢, 魚島 勝美, 齋藤 功

    日本矯正歯科学会大会プログラム・抄録集   73回   197 - 197   2014年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本矯正歯科学会  

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  • 多機能性エピジェネティクス化合物による骨増成法への多面的アプローチ

    秋葉 陽介, 江口 香里, 秋葉 奈美, 北見 恩美, マルセロ・ロサレス, 加来 賢, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   6 ( 特別号 )   264 - 264   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • 歯根膜には大腿骨骨髄に由来する幹細胞が存在する

    加来 賢, 北見 恩美, Rosales Rocabado Juan Marcelo, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   6 ( 特別号 )   104 - 104   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • 歯根膜における骨髄由来細胞の局在と幹細胞マーカーの発現

    加来 賢, 北見 恩美, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    Journal of Oral Biosciences Supplement   2013   134 - 134   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)歯科基礎医学会  

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  • HDACi処理細胞移植による骨増成法の検討

    江口 香里, 秋葉 陽介, 秋葉 奈美, 北見 恩美, 加来 賢, 魚島 勝美

    Journal of Oral Biosciences Supplement   2013   189 - 189   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)歯科基礎医学会  

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  • 移植細胞の初期動態とストレスタンパク質HSP27導入による影響

    北見 恩美, 加来 賢, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    Journal of Oral Biosciences Supplement   2013   155 - 155   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)歯科基礎医学会  

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  • 移植細胞の初期動態とHSP27過剰発現骨芽細胞に関する分析

    北見 恩美, 加来 賢, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    新潟歯学会雑誌   43 ( 1 )   73 - 74   2013年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:新潟歯学会  

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  • 歯根膜における骨髄由来細胞の局在と幹細胞マーカーの発現

    加来 賢, 野澤 恩美, Rosales Juan Marcelo, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   5 ( 特別号 )   222 - 222   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • 各種HDACiが骨分化能、骨形成能に与える影響に関する研究

    江口 香里, 秋葉 奈美, Rosales Juan Marcelo, 野澤 恩美, 加来 賢, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   5 ( 特別号 )   275 - 275   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • ジルコニア製インプラントドリルの生物学的評価に関する研究

    秋葉 陽介, 江口 香里, 秋葉 奈美, Rosales Juan Marcelo, 野澤 恩美, 加来 賢, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   5 ( 特別号 )   167 - 167   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • 移植細胞の初期動態とHSP27の導入による細胞移植法の検討

    野澤 恩美, 加来 賢, Rosales Juan Marcelo, 井田 貴子, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   5 ( 特別号 )   248 - 248   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • ラットにおけるHDACI全身投与による骨形成促進作用の検討

    秋葉 陽介, ラシッド・マムヌール, 秋葉 奈美, 野澤 恩美, 加来 賢, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   5 ( 1 )   E128 - E128   2013年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • ヒストン脱アセチル化阻害剤全身投与による骨形成促進作用の検討

    秋葉 陽介, 野澤 恩美, 加来 賢, 魚島 勝美

    Journal of Oral Biosciences Supplement   2012   164 - 164   2012年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)歯科基礎医学会  

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  • 機械的刺激に誘導されるコラーゲン修飾酵素が歯根膜組織に及ぼす影響

    加来 賢, 野澤 恩美, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    Journal of Oral Biosciences Supplement   2012   156 - 156   2012年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)歯科基礎医学会  

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  • HDACIによる骨代謝制御機構を応用した骨造成法

    秋葉 陽介, 加来 賢, 魚島 勝美

    日本歯科医師会雑誌   65 ( 5 )   620 - 620   2012年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本歯科医師会  

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  • 機械的刺激によるコラーゲン翻訳後修飾を介した歯根膜組織安定化機構

    加来 賢, 野澤 恩美, Rosales J.M. Marcelo, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    日本歯科医師会雑誌   65 ( 5 )   617 - 617   2012年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本歯科医師会  

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  • 一口腔単位での問題発見・解決能力の涵養を目的とした治療方針立案演習

    秋葉 陽介, 加来 賢, 秋葉 奈美, 長澤 麻沙子, 魚島 勝美

    日本歯科医学教育学会総会・学術大会プログラム・抄録集   31回   68 - 68   2012年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本歯科医学教育学会  

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  • ラットにおけるHDACI全身投与による骨再生

    秋葉 陽介, ラシッド・マムヌール, 秋葉 奈美, 加来 賢, 魚島 勝美

    日本補綴歯科学会誌   4 ( 特別号 )   198 - 198   2012年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本補綴歯科学会  

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  • ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬は骨膜由来細胞に骨原性細胞分化能を与える(Histone Deacetylase inhibitors have osteogenic differentiation effect on periosteum derived cells)

    Bhuiyan Al-Amin Md., 秋葉 陽介, 加来 賢, Rocabado Juan Marcelo Rosales, 魚島 勝美

    新潟歯学会雑誌   41 ( 2 )   129 - 129   2011年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:新潟歯学会  

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  • In vitroにおける骨膜由来細胞の造骨細胞分化と石灰化能(Osteoblastic Differentiation and Mineralization Ability of Periosteum Derived Cells in vitro)

    Rocabado Juan Marcelo Rosales, 加来 賢, 野沢 恩美, 秋葉 陽介, 魚島 勝美

    新潟歯学会雑誌   41 ( 2 )   129 - 129   2011年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:新潟歯学会  

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  • インプラント咬合動物実験モデルにおける骨の組織学的観察

    長澤麻沙子, 加来賢, 秋葉陽介, 吉田恵子, 川崎真依子, ROSALES Marcelo, AL‐AMIN Buiyan, 魚島勝美, 前田健康

    J Oral Biosci   51 ( Supplement )   101   2009年8月

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    記述言語:日本語  

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講演・口頭発表等

  • 骨質をコラーゲンの生合成から理解する. 海外の基礎研究はインプラント治療をどう変えたか? 招待

    第48回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会  2018年 

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  • コラーゲンと細胞の多様性から見た歯根膜 招待

    BioForum@Dental School 岡山大学  2017年 

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  • Mechano-regulations of Collagen Biosynthesis and Related Cell Behaviors in Periodontal Ligament. 招待

    International Symposium on Development of Human Resources in Practical Oral Health and Treatment.  2016年 

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  • 骨質研究がもたらす歯科補綴の治療イノベーション 招待

    第125回日本補綴歯科学会学術大会  2016年 

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  • 硬軟組織難治性疾患に対する組織再建と研究戦略 招待

    第124回日本補綴歯科学会学術大会  2015年 

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  • コラーゲン生合成における翻訳語修飾とその分子機構 招待

    第11回北里大学農医連携シンポジウム  2015年 

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  • Mechanoregulations of Collagen Biosynthesis in Periodontal Ligament, 招待

    International Symposium on Mechanobiology 2014  2014年 

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  • 歯根膜には大腿骨骨髄に由来する幹細胞が存在する 招待

    第123回日本補綴歯科学会  2014年 

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  • 幹細胞を用いた組織再生法の新機軸−内在性幹細胞の動員− 招待

    第123回日本補綴歯科学会  2014年 

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  • Mechanical Stress Mediated Tissue Homeostasis in Periodontal Ligament, 招待

    International Symposium on Human Resource Development towards Global Initiative  2013年 

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  • メカニカルストレスと歯根膜の恒常性維持 招待

    第121回日本補綴歯科学会  2012年 

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  • 機械的刺激による骨組織の安定化機構―コラーゲン修飾酵素によるクロスリンクの生成― 招待

    第27回 歯科医学を中心とした総合的な研究を推進する集い  2011年 

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受賞

  • 新潟歯学会賞

    2017年3月   新潟歯学会  

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  • 課題口演優秀賞

    2014年5月   日本補綴歯科学会  

    加来賢

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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  • Best Oral Presentation Award

    2013年4月   Biennial Joint Congress of CPS-JPS-KAP  

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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  • デンツプライ賞

    2002年10月   日本補綴歯科学会  

    加来賢

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 細胞追跡法と遺伝子ネットワーク解析による幹細胞の分化制御メカニズムの解明

    研究課題/領域番号:21K19895  2021年7月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    加来 賢

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    配分額:6240000円 ( 直接経費:4800000円 、 間接経費:1440000円 )

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  • 定量プロテオミクスによる歯根膜マトリックスの網羅的解析と再生基材の開発

    研究課題/領域番号:21H03127  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    加来 賢

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

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  • 移植骨の骨細胞ネットワーク再構築と骨質に着目した自家骨移植の至適条件探索

    研究課題/領域番号:20H03876  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    魚島 勝美, 加来 賢, 長澤 麻沙子, 秋葉 陽介

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    配分額:15600000円 ( 直接経費:12000000円 、 間接経費:3600000円 )

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  • 足場材の硬さの違いを利用した上皮角化・非角化様式解明と培養口腔粘膜作成法への応用

    研究課題/領域番号:20H03870  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    泉 健次, 芳賀 永, 石原 誠一郎, 加来 賢, 佐藤 大祐, 鈴木 絢子

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    配分額:17680000円 ( 直接経費:13600000円 、 間接経費:4080000円 )

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  • 咬合力に応答する歯根膜組織幹細胞動態のin vivo解析

    研究課題/領域番号:19K10200  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    加来 咲子, 加来 賢, 前田 健康

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    咬合機能の維持・回復には歯根膜の恒常性維持機構の理解が不可欠である.我々は歯根膜組織では力学的刺激に対する細胞応答は一様でなく,歯根膜細胞は部位特異的な細胞集団から構成されていることを明らかにした.歯根膜組織幹細胞は咬合力に対する組織応答に対する細胞供給源として働いていると考えられているが,その追跡方法が未確立のため,恒常性維持機構の詳細は不明である.そこで本研究では咬合力に応答する歯根膜組織幹細胞を同定することを目的とする.目標達成のため,レポーターマウスおよび細胞のクラスター解析により,①細胞周期動態のin vivo解析による組織幹細胞の局在,②全細胞追跡による歯根膜幹細胞の分化系譜を明らかにする.本研究により,咬合力応答性を示す歯根膜組織幹細胞を同定することができれば,歯根膜恒常性維持機構の解明をとおして,新たな歯根膜の再生療法や,歯根膜インプラントの開発に寄与することができる.
    研究期間の初年度となる本年度は,生理的状態における細胞増殖活性ならびに歯根膜細胞の標識と長期追跡を行った.歯根完成後の歯根膜細胞の代謝は極めて低く,細胞代謝活性の解析には長期の追跡が不可欠であることが示唆された.当初計画していた総細胞のランダムな標識だけでなく,幹細胞を標識することが可能である可能性の高い数種のマウスラインを用いて細胞の追跡を行い,条件の異なる負荷条件下での歯根膜細胞の代謝活性の解析をすすめている.

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  • Development of a novel cellulose scaffold to potentiate the transplanted cells survival for bone regeneration

    研究課題/領域番号:18K09680  2018年4月 - 2021年3月

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

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  • 歯根膜組織幹細胞の運命経路と制御因子の解明

    研究課題/領域番号:18H02989  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    加来 賢, 佐伯 万騎男, 魚島 勝美, 井田 貴子, 泉 健次

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    現代の骨結合型インプラントは、予知性の高い欠損補綴の選択肢のひとつとして確立しているが、対合天然歯における過剰咬合や歯周炎の急速な進行等、歯根膜を具備しないことに起因する未解決の問題が依然として数多く残されている。したがって歯根膜再生による天然歯の保存、あるいは次世代型インプラントとして期待される歯根膜インプラントの開発は、より生体親和性の高い補綴歯科医療の提供を可能とし、本邦が目指す健康長寿の実現に大きく貢献する事が期待される。
    歯と歯槽骨を連結する線維性結合組織である歯根膜は石灰化/非石灰化の相反する特徴を有する細胞群が積層した特有の多層構造を形成している。この歯根膜の多層構造を再現するためには石灰化/非石灰化に寄与するそれぞれの細胞とその分化制御因子を明らかにする必要がある。歯根膜細胞の石灰化能についての研究は比較的進んでおり、培養環境下において高度な石灰化能を示すことが知られている。また、臨床的にも外傷等によってアンキローシス(骨性癒着)が生じることから、歯根膜細胞は元来極めて石灰化し易い細胞であると考えられている。一方、歯根膜に特徴的な非石灰化領域を構成する細胞の維持に関する詳細は依然として不明であり、その解明こそが歯根膜の理解と将来的な再生を図る上で極めて重要であると考えられる。
    多様な細胞が層構造を成す歯根膜の解析においては、組織レベルでの解析が不可欠であり、本研究では、細胞系譜を追跡可能なレポーターマウスを用いた組織学的解析法を用いる。また分化制御因子の同定にはプロテオミクス的手法を用いて候補物質の網羅的な解析を可能とする。本研究では、歯根膜における組織幹細胞が非石灰化領域を構成する細胞へと分化する運命経路を明らかにし、その制御因子を同定することにより、天然歯の歯根膜再生、歯根膜インプラントの開発を可能とする基盤的技術の獲得を目指す。

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  • 骨芽細胞の一次繊毛を介したメカニカルストレス応答の分子機構解明

    研究課題/領域番号:17K11639  2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    柿原 嘉人, 佐伯 万騎男, 加来 賢, 鍵和田 晴美

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    資金種別:競争的資金

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    本研究では、骨形成に関与する骨芽細胞がどのように外界のストレスを感知し、応答しているのかについて検討を行った。分子シャペロンは様々なストレス応答に関与することが知られており、そのひとつであるPontin-Reptinシャペロンに焦点を当てて解析を行った。本研究によってPontin-Reptinシャペロンが骨芽細胞の細胞周期と一次繊毛形成を仲介していることが示唆された。

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  • 骨モデリング時の形態形成を担うコラーゲンネットワークの新たな役割の解析

    研究課題/領域番号:16H05549  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    上岡 寛, 加来 賢, 原 徹, 安達 泰治, ジャガー エドウィン

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    資金種別:競争的資金

    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    我々は、FIB-SEMを用いることにより、骨形成期にあるコラーゲン線維の立体構築を行うことができた。さらにこの解析は1辺25マイクロメートルの立方領域に及ぶことから、同時に複数の骨細胞を含む細胞性ネットワークも捉えることができた。これらの観察から、骨細胞ネットワークの初期形成に重要な骨芽細胞から基質側へ伸びる細胞は、集束されたコラーゲン線維を避けるように一定の規則性をもった。さらに、コラーゲン線維の集束化を阻害するBAPNで前処置した骨では、骨芽細胞から伸びる細胞突起は特異な方向性を持たなかった。よって、骨基質の性質を変化させることで骨細胞ネットワーク形成に影響を与えることが明らかになった。

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  • 歯根膜の血行性幹細胞供給とその分化過程を追跡するイメージングシステムの開発(国際共同研究強化)

    研究課題/領域番号:15KK0337  2016年 - 2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

    加来 賢

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    配分額:14430000円 ( 直接経費:11100000円 、 間接経費:3330000円 )

    歯根膜は歯と歯槽骨の間に介在する膜状の非石灰化組織であり,咬合機能において重要な役割を果たしていることから、その維持/再生は本邦が目指す健康長寿実現のために欠かすことのできない課題のひとつである.歯根膜において血行性に供給された幹細胞の維持/分化を制御するのは,歯根膜構成細胞から分泌された増殖因子や細胞外基質タンパクであり,組織中の特異的な細胞局在が分化系譜の違いを生み出していると考えられる.本研究により,歯根膜には発生段階から存在する細胞群のみならず,血行性に誘導される遠隔骨髄に由来する細胞が存在し,これらの細胞は歯根膜の恒常性維持に寄与している可能性が示された.

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  • 幹細胞の分化制御を指向した高架橋コラーゲン・スキャフォールドの開発

    研究課題/領域番号:15K15704  2015年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    加来 賢

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    本研究は細胞移植の際に使用するコラーゲン担体の架橋制御が、材料の機械的強度を変化させるだけでなく、間葉系幹細胞の骨芽細胞分化を促進し得るのではないかとの着想から、コラーゲン架橋の変化が間葉系幹細胞の骨芽細胞分化に及ぼす影響の解析を行った。骨芽細胞の培養系における架橋阻害剤の添加により、一定の条件下ではコラーゲンの産生量に影響を及ぼさずに架橋のみを選択的に低下させることに成功した。更に架橋の変化は間葉系幹細胞の増殖、初期接着、骨芽細胞分化に影響を及ぼすことが明らかとなった。

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  • 歯根膜の血行性幹細胞供給とその分化過程を追跡するイメージングシステムの開発

    研究課題/領域番号:26293407  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    加来 賢, 魚島 勝美, 泉 健次

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:16640000円 ( 直接経費:12800000円 、 間接経費:3840000円 )

    歯根膜は歯と骨を結合する組織であり、その恒常性を担うのは豊富な組織幹細胞の存在である。歯根膜の細胞は発生学的には主として神経堤に由来することが知られているが、その他の起源については明らかでない。本研究では骨髄に由来し、血行性に供給される幹細胞の存在を明らかにするために、蛍光色素によって標識された骨髄間質細胞を免疫不全ラットの大腿骨に移植したところ、移植4週後の歯根膜組織において骨髄由来細胞が観察された。さらに歯の再植により、骨髄由来細胞は増加した。本研究により歯根膜の組織幹細胞は発生期から維持されているものだけではなく、必要に応じて骨髄から供給される血行性幹細胞が存在することが示唆された。

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  • 骨質(コラーゲン)が骨代謝に及ぼす影響とそのメカニズムを探る

    研究課題/領域番号:26293408  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    魚島 勝美, 青柳 裕仁, 加来 賢, 長澤 麻沙子, 秋葉 陽介, Mubarak Suliman

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    資金種別:競争的資金

    配分額:15860000円 ( 直接経費:12200000円 、 間接経費:3660000円 )

    骨組織のコラーゲンクロスリンク形成不全が骨芽細胞/破骨細胞の活性に及ぼす影響を解析するために、まず培養細胞を用いたIn Vitroの実験を行った。その結果、細胞培養系において、マトリックス中のクロスリンク量の減少は骨芽細胞の活性を上昇させ、破骨細胞の活性を低下させた。in vivoでは血清中骨形成マーカーは増加し、骨吸収マーカーは減少の傾向を示した。さらに、クロスリンク形成不全動物モデルによる骨移植実験とインプラント埋入実験を行ったところ、クロスリンク形成不全動物では移植骨周辺の骨形成がコントロールに比較して早く、埋入したインプラント周囲でも、比較的早期から未成熟な骨が大量に形成された。

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  • 機能性食品による骨強化作用の生物学的検討~骨粗鬆症患者へのインプラント治療~

    研究課題/領域番号:25462988  2013年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    秋葉 奈美, 加来 賢, 魚島 勝美, 秋葉 陽介

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    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    骨粗鬆症はインプラント治療の危険因子と考えられている。機能性食品としてのクミンは活性酸素種の除去機能を有し、骨粗鬆症予防、症状改善に寄与する可能性が考えられる。本研究はクミンの骨粗鬆状態への奏功機序確認を目的としている。上顎骨骨欠損モデルを作成し円筒形骨欠損治癒を通常食とクミン混入食を与えたラットにおいて比較した。クミン投与群、通常食軍に有意な差は見られなかった。また、水溶性クミンを飲水中に混和して投与した。頭蓋骨欠損モデル、上顎骨欠損モデル、卵巣摘出モデルにおいて有意な差は見られなかった。

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  • 機械的刺激によるコラーゲン翻訳後修飾を介した歯根膜安定化機構

    研究課題/領域番号:24792068  2012年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    加来 賢

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では機械的刺激が、歯根膜におけるコラーゲン・クロスリンクの生成に及ぼす影響について解析を行った。機械的刺激によりヒト歯根膜由来細胞において、クロスリンクの生成に重要なLysyl Hydroxylase2 (LH2)遺伝子の発現と、クロスリンクの生成を示すコラーゲンβ鎖の増加が認められた。ラットを用いた過剰咬合モデルでは、LH2陽性細胞数の増加のみならず、Picrosirius染色によりコラーゲン繊維の増加と成熟を示す所見が得られた。以上の結果より、歯根膜において機械的刺激はコラーゲンの翻訳後修飾を介して組織の維持、安定化に寄与している可能性が示唆された。

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  • ヒト歯根膜由来・神経堤幹細胞によるセメント質/歯根膜複合体再生法の開発

    研究課題/領域番号:22791875  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    加来 賢

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    本研究は歯の発生段階において重要な役割を担う神経堤由来細胞について、これを追跡可能な遺伝子改変マウスを用いて、成体歯根膜より神経堤由来幹細胞を分離し、歯根膜の再生を期すものである。歯根膜中における神経堤由来細胞の分布は間葉系幹細胞マーカーの分布とは異なるものであった。神経堤幹細胞とこれまでに報告されている間葉系幹細胞は異なる細胞集団である可能性が示唆され、歯根膜再生の新たな幹細胞源として期待されるものであった。

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  • 新規幹細胞源として期待される神経堤由来幹細胞の歯根膜からの分離解析

    研究課題/領域番号:21890081  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    加来 賢

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    配分額:2600000円 ( 直接経費:2000000円 、 間接経費:600000円 )

    歯根膜は発生段階において間葉のみならず神経堤にも由来しているが、これまでに歯根膜において同定された幹細胞は間葉に由来するものばかりであった。そこで申請者らは神経堤由来細胞を追跡可能な遺伝子改変マウスを用いて免疫組織学的に検索を行ったところ、神経堤由来幹細胞の存在を強く示唆する知見を得る事に成功し、この研究では神経堤由来幹細胞を分離抽出し、その分化能および力学的刺激への応答能を解析し、歯周組織再建に向けた新たな幹細胞源を明らかにすることを目的とした。我々は組織標本上にて歯根膜細胞中のさらなる幹細胞マーカーの発現を検索し、HNK-1/CD57,SOX10の発現が、神経堤由来細胞において高頻度で見られることを明らかにした。現在マウスおよびヒト歯根膜由来細胞を用い、神経堤幹細胞について幹細胞能を維持した状態での培養の至適条件を検索中である。当初予定していた血清を含まない培養条件では生細胞が得られなかったため、神経幹細胞培養に用いられる添加物を使用した条件を検討中であるている。これまでのところ異なる培養条件において異なる形態を示す細胞群の分離に成功しており、さらなる条件の絞り込みをすすめている。また、使用を予定した遺伝子改変マウスはミシガン大学からの移管が大幅に遅れたため、東京医科歯科大学より移管する事とした。現在動物実験施設に於いて手続き中である。

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担当経験のある授業科目(researchmap)

  • 早期臨床実習Ⅱ

    機関名:新潟大学

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  • 生体材料学

    機関名:新潟大学

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  • 歯の形態と機能

    機関名:新潟大学

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  • 固定性補綴治療学

    機関名:新潟大学

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  • 欠損補綴学Ⅱ

    機関名:新潟大学

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  • 臨床実習

    機関名:新潟大学

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  • 歯冠修復学

    機関名:新潟大学

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担当経験のある授業科目

  • 総合模型実習

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 歯の形態学

    2020年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 固定性補綴治療学ⅠA

    2018年
    機関名:新潟大学

  • 欠損補綴学Ⅱ

    2014年
    -
    2015年
    機関名:新潟大学

  • 歯冠修復学

    2011年
    -
    2017年
    機関名:新潟大学

  • 早期臨床実習Ⅱ

    2011年
    -
    2015年
    機関名:新潟大学

  • 選択実習Ⅱ

    2011年
    -
    2013年
    機関名:新潟大学

  • 歯の形態と機能

    2010年
    -
    2016年
    機関名:新潟大学

  • 生体材料学

    2010年
    -
    2014年
    機関名:新潟大学

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