Mechanism of undifferentiated maintenance immature osteoblasts under microgravity environment
| Project/Area Number |
21K09944
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Kanagawa Dental College |
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Principal Investigator |
半田 慶介 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (40433429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 正寛 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40215562)
二瓶 智太郎 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (50237781)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 微小重力環境 / 骨芽細胞 / スキャフォールド / 3Dプリンター / 再生医療 / エクソソーム / 細胞分化 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では未分化の前骨芽細胞と分化した骨芽細胞が発現するエクソソームを回収し、未分化を維持する候補タンパク質の探索を目的としている。そのため人工的な微小重力環境における未分化細胞の挙動の詳細を細胞が放出するエクソソーム を調べることで細胞の分化度を調整できる創薬につながると期待した。
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療を実施するためには必要十分量の細胞の確保が重要である。歯槽骨再生のために本研究では前骨芽細胞を用いる計画を立案しているが、細胞採取源である歯槽骨の採取には限界がある。そのため最小量の組織より細胞を採取して未分化性を維持した細胞を大量培養する必要がある。そこで本研究では微小重力環境下で細胞が未分化性を維持することに着目し、3Dスキャフォールド中で培養を試みることとした。本年は昨年度に引き続き3Dプリンターを用いて前骨芽細胞を含んだ３次元スキャフォールドを試みた。適切濃度のコラーゲンを用いて試作スキャフォールドの作成と並行して、微小重力環境におけるマウス前骨芽細胞株とラット頭蓋冠由来前骨芽細胞の挙動の比較を行った。いずれの細胞においても通常培地で培養し微小重力環境下にて３週間の長期培養を行ない、total RNAを回収した。その後通法に従いreal time PCRを実施し骨関連遺伝子群の発現を検討した。その結果、オステリックスおよびRunx２の遺伝子発現が抑制された。また骨芽細胞の後期分化マーカーであるオステオカルシンの遺伝子発現が約６倍減少することが確認された。一方で3Dプリンターを用いたスキャフォールドの開発は、前年度に細胞を配した単相のスキャフォールドに関しては細胞の生存が確認されたが、複数層のコラーゲンゲルのスキャフォールドで培養を行ったところ培地の浸透条件が悪く細胞の生存が確認できなかった。そのため次年度はゲル濃度の最適化を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
細胞培養に適切な３次元スキャフォールド作成のため、用いるコラーゲンの濃度の模索に時間を要している。そのため次年度は既存のコラーゲンスキャフォールドを含めて検討を行う
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| Strategy for Future Research Activity |
スキャホールドを既存の製品を含めて検討して実験を行う。また分化程度の指標としてNEBLの遺伝子発現を調べる予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Correction of large jawbone defect in the mouse using immature osteoblast-like cells and a 3D polylactic acid scaffold.2022
Author(s)
Suzuki S, Venkataiah VS, Yahata Y, Kitagawa A, Inagaki M, Njuguna MM, Nozawa R, Kakiuchi Y, Nakano M, Handa K, Yamada M, Egusa H, Saito M.
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Journal Title
PNAS Nexus.
Volume: 18
Issue: 4
Pages: 151-151
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Book] スタンダード生化学・口腔生化学. 第4版2023
Author(s)
荒川俊哉, 池尾 隆, 加藤靖正, 古株彰一郎, 近藤信夫, 自見英治郎, 鈴木直人, 半田慶介, 坂東健二郎, 平塚浩一編著
Total Pages
392
Publisher
学建書院
ISBN
9784762436338
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