| Project/Area Number |
23K24746
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| Project/Area Number (Other) |
22H03489 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Nippon Veterinary and Life Science University (2024)
Okayama University of Science (2022-2023) |
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Principal Investigator |
伊豆 弥生 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 教授 (90431949)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河野 貴子 (金児貴子) 立命館大学, 薬学部, 准教授 (00378019)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 腱細胞 / 細胞間ネットワーク / 数理モデル / 腱恒常性 / 腱細胞ネットワーク / 細胞遊走 / 腱の恒常性維持 / 細胞外マトリクス / 腱の恒常性 / 腱再生 / コラーゲンXII / 細胞間コミュニケーション / 腱 |
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| Outline of Research at the Start |
加齢や物理的傷害による腱疾患は、運動器障害の中でも罹患頻度が高く、痛みが慢性化することでQOLを低下しますが、治療法は限られており、病態を克服する新たな方策が求められています。腱は高度に組織化した構造を構築することで、柔軟性を獲得しているため、高度に組織化した構造をいかに維持するかが腱機能性の鍵であると考えられますが、腱の損傷や加齢性変性において腱再構築を担う細胞や制御メカニズムは不明です。本研究では、加齢性変化や腱損傷後に腱細胞ネットワークを再構築するメカニズムを解明することを目的とし、生体モデル、３次元再構成組織モデル、数理モデルを用いて解明を目指します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢や物理的傷害による腱疾患は、運動器障害の中でも罹患頻度が高く、痛みが慢性化することでQOLを低下するが、治療法は限られており、病態を克服する新たな方策が求められている。腱は高度に組織化した構造を構築することで、柔軟性と耐久性を獲得しているため、構造維持が腱機能の鍵であると考えられる。しかしながら、腱恒常性のメカニズムや腱損傷後の再構築メカニズムは不明である。
この問題を明らかにする方法として、本研究では腱細胞による細胞ネットワークに着目し、ネットワーク構造が破綻しているCol12a1遺伝子欠損マウスを用いて解析する。
【腱断裂後の細胞プロファイリング】シングルセルデータベースならびに遺伝子組換えマウスを用いた腱断裂後のシングルセル解析による腱修復・再生細胞に必須な細胞を同定する。本年度はデータベース解析とサンプリング方法を確立した。
【腱細胞ネットワークメカニズムの解明】遺伝子組換えマウスおよび再構成3D腱組織体モデルを用いて、腱傷害後の再生・修復における細胞活動について解析する。本年度は組織傷害後に起こる細胞増殖、分化、遊走などの細胞活動のうち、細胞遊走制御、特に集団運動の重要性を見出した。
【数理解析を基盤とした腱再生シミュレーションの開発】腱特異的なコラーゲン線維の配向性を数理モデル化し、生体および細胞実験で得られた制御因子を組み込むことで腱再生シミュレーターを構築する。本年度は腱再生に必要なコラーゲン線維の数、配列、間隔などを生体モデルとの比較で構築し、基盤モデルを開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シングルセル解析に必要な細胞数を得るためにマウス数を確保する必要があることが判明した。しかしながら、繁殖に時間がかかっており、プロファイリング解析がやや遅れている。
その他の実験は概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
【腱断裂後の細胞プロファイリング】シングルセル解析に必要なマウス数を確保できたことから、シングルセル解析を実施するとともにシングルセルデータベースを活用し、プロファイリング解析を進める。
【腱細胞ネットワークメカニズムの解明】細胞遊走制御メカニズムの解明に向け、引き続き、遺伝子組換えマウスおよび再構成3D腱組織体モデルを用いて解析を行う。【数理解析を基盤とした腱再生シミュレーションの開発】腱再生シミュレーターの基盤モデルを開発できたことから、これに生体および細胞実験で得られた制御因子をさらに組み込み、生体に近い腱再生シミュレーターを開発する。
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