メラトニンの新規作用：骨に対する作用とその誘導体を用いた骨疾患治療薬の開発
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。そこで，重力のない宇宙において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いました。
魚類のウロコを用いた宇宙生物学的研究：新規メラトニン誘導体のウロコ及
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。さらにウロコの骨芽細胞において，骨吸収を促進する因子である（※2）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（※3）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，ウロコの骨芽細胞における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。
本研究成果は，メラトニンが宇宙飛行中の宇宙飛行士の骨量減少を防ぐ予防薬として使用できる可能性を示しており，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。
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! | ページ 4
これまで宇宙空間においてメラトニンが低下することを調べた研究はなく、宇宙でメラトニンが低下して、カルシトニンの分泌が抑制されることが微小重力下での骨吸収を促進させる機構のひとつである可能性が高いと研究グループは考察している。この研究は、メラトニンが宇宙飛行中の宇宙飛行士の骨量減少を防ぐ予防薬として使用できる可能性を示しており、将来、宇宙飛行士への骨の予防・治療薬に活用されることが期待される。さらに研究グループは、新規メラトニン誘導体のウロコに対する作用を調べる宇宙実験も行っており、骨疾患の新薬の開発が期待される。
（図下）地上実験において，骨芽細胞におけるメラトニン受容体，メラトニン合成酵素およびカルシトニンの発現を調べた結果，メラトニンはウロコにおけるカルシトニンの産生を促進し，発現が上昇したカルシトニンが破骨細胞を抑制した。
（図上）宇宙実験において，宇宙飛行中の微小重力は，ウロコの破骨細胞における多核化および吸収活性を促進させた。このとき，破骨細胞を活性化させるRANKLの遺伝子発現は上昇し，破骨細胞を抑制するカルシトニンの遺伝子発現は減少した。メラトニンを作用させると，宇宙飛行中のこれらの因子は正常な遺伝子発現レベルを維持し，その結果，微小重力刺激による活性化破骨細胞は抑制された。
宇宙空間における新規メラトニン誘導体のウロコの骨代謝に対する効果と地 上における骨疾患モデル動物を用いた解析
魚からウロコを抜くと、ウロコは再生する。今回の研究では、骨芽細胞と破骨細胞が高い活性をもって共存し、哺乳類の骨と同様のホルモン応答を示すキンギョの再生ウロコを骨モデルとして用いた宇宙実験を実施。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、宇宙空間ではアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼという酵素の発現が低下することにより、メラトニンの合成が低下することを明らかにした。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、宇宙空間におけるメラトニンの作用を比較した。その結果、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判明。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わかった。一方で、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った。
【用語解説】
※1 メラトニン
メラトニン（N-acetyl-5-methoxytryptamine）は夜間に分泌される，アミンに属するホルモンであり，トリプトファンからセロトニンを経て合成される。合成に関わる重要な酵素として，アリルアルキルアミンN-アセチルトラスフェラーゼ（AANAT）とアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼ（ASMT）が挙げられる。主に松果体から分泌されるが，他の組織においても産生されることが知られており，脊椎動物，無脊椎動物，植物さらにはシアノバクテリアにも存在する，種を越えて保存されたホルモンである。
※2 Rankl
Receptor activator of nuclear factor kappa-Β ligandの省略形。骨芽細胞で合成され，破骨細胞で発現しているRANK（Receptor activator of nuclear factor kappa-Β）と結合することにより破骨細胞を活性化させ，骨吸収を促進する。本研究では，Ranklの遺伝子発現を解析した。
※3 カルシトニン
哺乳類では甲状腺の傍濾胞細胞，哺乳類以外では鰓後腺から分泌される32アミノ酸残基を有するペプチドホルモンである。主な作用は，破骨細胞の活性を抑制して，骨吸収を抑制する。その結果として，血液中のカルシウム濃度が低下する。
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要旨：メラトニンは体内時計の調節のみならず，強力な抗酸化作用をもち，末梢組織でも局所因子として作用する。骨組織では，骨形成促進ならびに骨吸収抑制作用を示し，その作用機序は，多くの研究によって明らかにされつつある。さらにメラトニンは，閉経や加齢，そして微小重力による骨減少を抑制する作用を示し，様々な原因による骨減少を予防する効果が期待される。
研究グループはこれまでに、骨のモデルとしてキンギョのウロコを用いて、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の活性を抑制することを初めて見出していた。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た。
メラトニンはセロトニンを元に生成されます。在宅勤務が広まり ..
金沢大学は7月22日、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たと発表した。この研究は、同大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によるもの。研究成果は、「Journal of Pineal Research」に7月19日付で掲載された。
メラトニン やはり光が関係しています; 4 「朝起きたら光を浴びて」は夜型向け 朝 ..
※1 メラトニン
メラトニン(N-acetyl-5-methoxytryptamine)は夜間に分泌される、アミンに属するホルモンであり、トリプトファンからセロトニンを経て合成される。合成に関わる重要な酵素として、アリルアルキルアミンN-アセチルトラスフェラーゼ(AANAT)とアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼ(ASMT)が挙げられる。主に松果体から分泌されるが、他の組織においても産生されることが知られており、脊椎動物、無脊椎動物、植物さらにはシアノバクテリアにも存在する、種を越えて保存されたホルモンである。
(金沢大学プレスリリースより)
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！ 7 2019
「はじめに」メラトニンは概日リズムを調節するホルモンであるが，骨に作用することが最近わかってきた1）。メラトニンを分泌する内分泌器官である松果体を除去するとニワトリの脊柱が彎曲し，メラトニンが脊柱彎曲に関与している可能性が示された。続いて，細胞培養系を用いた実験により骨芽細胞に対するメラトニンの作用が調べられ，さらに骨芽細胞と破骨細胞を含む共存培養系を用いてメラトニンの破骨細胞に対する作用も解析された。その後，骨疾患モデル動物を用いた実験も実施され，メラトニンの骨に対する作用が明確になってきた。ここでは，筆者らの後天性骨疾患モデルである低カルシウム食を与えたラット（低カルシウム食ラット）を用いた実験についても紹介し，骨疾患の予防薬あるいは治療薬としてのメラトニンの有望性を述べる。
この時に太陽光のなくなる夜間のみに松果体から分泌されるホルモンの「メラトニン ..
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(※1)により抑制されることを明らかにしました。
これまで宇宙空間において，メラトニンが低下することを調べた研究はなく，宇宙で
【トリプトファン】
タンパク質を構成する20種類のアミノ酸の一つであるトリプトファンは、睡眠を促すホルモンである「メラトニン」の生成に関わっています。 トリプトファンからセロトニンが合成され、日光の刺激によって日中に分泌されます。日中に分泌されたセロトニンは、日没に近づくにつれてメラトニンに変化し、睡眠を促します。トリプトファンからメラトニンが生成されるまでには、14～16時間かかると言われており、朝食でトリプトファンが多く含まれる、乳製品や大豆製品、米、卵、バナナなどをとることで睡眠の質の向上が期待できます。
【GABA】
GABAは、中枢神経の興奮を抑える効果があり、末梢の自律神経系で交感神経を抑えて副交感神経を優位にして入眠を助けると考えられています。GABAは、発芽玄米、玄米などの穀物、キムチなどの発酵食品、とまと、ケール、バナナなど食品に多く含まれています。
【グリシン】
グリシンは、タンパク質を構成する20種類のアミノ酸の1つであり、すみやかに深睡眠をもたらし、睡眠の質の向上（熟眠感の改善、睡眠リズムの改善）や、起床時の爽快感のあるよい目覚めなどの効果が期待できると言われています。エビ、ホタテ、カニ、牛スジ、鶏軟骨、豚足、大豆製品、うなぎ、 鶏肉。などの食品に多く含まれます。また、グリシンはサプリメントとしても注目を集めています。
睡眠全体の75%を占めるノンレム睡眠(深い眠り)は、主に筋肉や骨の成長と ..
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。そこで,重力のない宇宙において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。
真珠層抽出物による骨粗しょう症予防効果の可能性｜保湿スキンケア
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。さらにウロコの骨芽細胞において,骨吸収を促進する因子であるRankl(※2)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(※3)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,ウロコの骨芽細胞における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。
骨延長・変形矯正 · 先天性・系統疾患/症候群 · 下肢・足 · 脳性麻痺 · O脚・X脚 · 内 ..
※1 メラトニン
メラトニン（N-acetyl-5-methoxytryptamine）は夜間に分泌される、アミンに属するホルモンであり、トリプトファンからセロトニンを経て合成される。合成に関わる重要な酵素として、アリルアルキルアミンN-アセチルトラスフェラーゼ（AANAT）とアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼ（ASMT）が挙げられる。主に松果体から分泌されるが、他の組織においても産生されることが知られており、脊椎動物、無脊椎動物、植物さらにはシアノバクテリアにも存在する、種を越えて保存されたホルモンである。
(金沢大学プレスリリースより)
けていると、メラトニンの分泌が抑えられて、子どもはなかなか眠りにつくことが
本研究成果は,メラトニンが宇宙飛行中の宇宙飛行士の骨量減少を防ぐ予防薬として使用できる可能性を示しており,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。
実験用マウスはメラトニンを合成できないので合成できるようにした
国際宇宙ステーション（ISS）・「きぼう」日本実験棟で実施したFish Scales実験結果、宇宙空間で引き起こされる骨吸収がメラトニン※1により抑制されることが明らかになりました。今後、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。
また、メラトニンはメラトニン受容体に作用して機能を発揮することから、脳内 ..
図2. 研究成果の概要
(図下)地上実験において,骨芽細胞におけるメラトニン受容体,メラトニン合成酵素およびカルシトニンの発現を調べた結果,メラトニンはウロコにおけるカルシトニンの産生を促進し,発現が上昇したカルシトニンが破骨細胞を抑制した。
(図上)宇宙実験において,宇宙飛行中の微小重力は,ウロコの破骨細胞における多核化および吸収活性を促進させた。このとき,破骨細胞を活性化させるRANKLの遺伝子発現は上昇し,破骨細胞を抑制するカルシトニンの遺伝子発現は減少した。メラトニンを作用させると,宇宙飛行中のこれらの因子は正常な遺伝子発現レベルを維持し,その結果,微小重力刺激による活性化破骨細胞は抑制された。