振動刺激装置による顎骨の再生医療を目指した基礎的・臨床的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15390606
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 木村 博人 弘前大学, 医学部, 教授 (90142851)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 楠美 昭則 弘前大学, 医学部附属病院, 助手 (90332494) ; 福井 朗 弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (70241479)
• Keywords: メカニカルストレス / 振動刺激 / 骨芽細胞 / NO / COX-2 / OPG / Cbfa-1 / BMP-4

Research Abstract

メカニカルストレスを細胞に付与する方法として、ひずみ応力、ずり応力、超音波等の様々な手法が報告されているが、振動刺激を用いた報告は少ない。
さらに、振動刺激を用いた骨芽細胞へのメカニカルストレスの付与は全く新たな試みであり、細胞培養用振動刺激装置は現時点では発売されていない。
そこで、申請者らは(株)MEシステムの協力を得て骨芽細胞培養用振動刺激装置を新たに開発した。しかしながら、超音波とは異なり共振等を生じやすく、振動刺激の制御は困難をきわめた。安定した振動刺激を効率良く細胞に付与するためには、今後さらなる振動装置の改良が必要である。
本年度、申請者らは、培養ヒト骨芽細胞に上記装置を用いて振動刺激を加えた後、培養上清を回収しGriess法を用いて培養上清中のNO産生量を測定した。また、total RNAを回収・精製しcDNA microarrayを用いて骨のリモデリングに関与する骨細胞分化・増殖遺伝子の発現を包括的にスクリーニングした。
その結果、培養上清中のNO産生量の変化は認められなかったが、cDNA microarrayの結果よりCOX-2、OPG、Cbfa-1、BMP-4のmRNA発現誘導が示唆された。しかし、それらの発現量の差は微弱であり、また各々の遺伝子が発現する時期も様々であるため、今後定量的RT-PCR法ならびにウエスタンブロッティング法を用いて骨芽細胞増殖に最も効果的な振動条件について検討予定である。