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新規化学修飾ハイドロゲル粒子を用いた三次元唾液腺オルガノイドの成長制御

Research Project

Project/Area Number 19F19114
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

松本 卓也  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40324793)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) FARAHAT MAHMOUD  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsオルガノイド / 唾液腺 / メカノトランスダクション / 唾液腺オルガノイド / 組織操作 / マイクロビーズ
Outline of Research at the Start

近年、実験室で細胞を元に組織様組織を構築する、いわゆるオルガノイド作製が注目を集めている。しかし、この作製されたオルガノイドのサイズ、形態、機能を制御する技術は依然確立されていない。そこで、本研究では、細胞の自己組織化を制御する化学的および物理的に制御された微小環境を作製し、単離した唾液腺組織ならびに作製した唾液腺オルガノイドのサイズ、形態、機能を実験室にて調節することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

組織成長の制御を達成する上で外部環境の制御は重要であり、外部環境の中でも特に機械的刺激は近年のメカノトランスダクション研究の進展から注目を集めている。また、昨年度の検討によりフィブロネクチンが唾液腺形態形成に重要であることがわかってきた。そこで、今年度はこれらの点に着目し、硬さの異なるハイドロゲルでの組織成長制御を達成するとともに、そのメカニズムの理解について機械的刺激の観点から検討を進めた。具体的には周囲硬さを認識する機構として、唾液腺を構成する間葉系細胞に発現するインテグリン(フィブロネクチンのカウンターパート)、ならびに核内に移行することでその活性化が知られているメカノトランスデューサーであるYAPについての発現変化を検討し、これらHippo経路の唾液腺形態形成における重要性を示すに至った。一方、同様のメカニズムに関して、他の組織における影響についても同様の検討を進めた。具体的にはメッケル軟骨組織の発生時における機械的刺激の影響の検討を行った。この検討において、メッケル軟骨は胎児14日目頃に取り出し、硬さの異なるハイドロゲル内での組織培養を行った。その結果、軟骨吸収が促進する状況や軟骨の石灰化が生じる状況など、異なる硬さによって異なる現象が生じることを見出した。さらにこのメカニズムとして、YAPならびにインテグリンの発現とマトリックスメタロプロテナーゼ(MMP1およびMMP13)の発現との間に相関があり、これら機械的刺激の結果、軟骨組織の分解、吸収、ならびに石灰化促進が生じていることが明らかとなった。これら結果について、論文発表1件、学会発表1件を行った。また、現在2報の論文を執筆段階である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Biomechanical Environment on Degeneration of Meckel’s Cartilage2020

    • Author(s)
      Farahat M.、Kazi G.A.S.、Hara E.S.、Matsumoto T.
    • Journal Title

      Journal of Dental Research

      Volume: 100 Issue: 2 Pages: 171-178

    • DOI

      10.1177/0022034520960118

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fibronectin‐induced ductal formation in salivary gland self‐organization model2019

    • Author(s)
      Farahat Mahmoud、Kazi Gulsan A. S.、Taketa Hiroaki、Hara Emilio S.、Oshima Masamitsu、Kuboki Takuo、Matsumoto Takuya
    • Journal Title

      Developmental Dynamics

      Volume: 248 Issue: 9 Pages: 813-825

    • DOI

      10.1002/dvdy.78

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hydrogel-based biomechanical environment for understanding Meckel's cartilage fate2020

    • Author(s)
      Farahat M, Kazi GAS, Hara ES, Matsumoto T
    • Organizer
      日本再生医療学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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