2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the initial mineralization in secondary ossification center by the Life Science and Material Science viewpoints
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16H06990
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
ハラ エミリオ・サトシ 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40779443)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 二次骨化 / 初期石灰化 / 石灰化 / 内軟骨骨化 / 破裂 / 細胞膜断片 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、組織工学によって実験室（in vitro）で生体組織を作る試みが盛んである。しかし、骨形成に関して多分野を統合した研究があまりされておらず、骨形成機構について未だ不明な点が多く残っている。そこで、我々は生命科学・材料学の視点から発生過程における二次骨化中心の初期石灰化機構の理解を目指して、マウス大腿骨骨端部の軟骨組織の時間空間的変化をナノCTを用いて解析を行った。その結果、二次骨化における初期石灰化は生後５日目（P5)に開始することが分かった。組織学的の解析から、石灰化開始点周囲では生後6日目まで骨芽細胞が認められず、初期石灰化は軟骨細胞の活性のみにて生じたものと考えられた。また、電子顕微鏡による詳細な解析を行った結果、初期石灰化部位では軟骨細胞膜の断片（ナノフラグメント）が石灰化の核となることを見出した。
次に、初期石灰化周囲に軟骨細胞の破裂をタイムラプスで観察し、その破裂から細胞膜ナノフラグメントが生成されることがわかった。軟骨細胞破裂のトリガーについて、オリジナルデバイス作製し、それらを用いて浸透圧とメカニカルストレスが細胞破裂を起こすことを明らかにした。
最後に、得た知見に基づいて、in vitro骨組織の構築を目指した。組織工学的なアプローチにより、人工的に作製した細胞膜ナノフラグメントを用いて、わずか2日間で迅速にin vitro骨形成を起こすことに成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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