2017 Fiscal Year Annual Research Report
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17H06224
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中野 貴由 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30243182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石本 卓也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50508835)
松垣 あいら 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10592529)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨生物材料科学 / 破骨細胞 / 共培養 / 血管ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子や機能性タンパク質レベルでの骨基質配向性の制御機構解明に挑戦し、「骨生物材料科学」という新たな学術分野を開拓する。破骨細胞系・造血幹細胞系遺伝子欠損マウス（詳細は未公開）の骨・血管構造に注目し、新学術分野開拓を目指し研究を進めている。本年度は、蛍光顕微鏡観察・解析による骨生物材料の微細構造可視化に基づき、遺伝子欠損マウスの骨基質配向性および血管ネットワーク解析手法の確立ならびに具体的には以下の（A)～（C)の３つの大項目について研究を実施した。
(A) 遺伝子欠損マウスにより、骨基質配向化機構を解明(in vivo)：破骨細胞系・造血幹細胞系遺伝子欠損マウスの入手・メイティングを行い、摘出骨に対して材料学的解析(骨生物材料解析顕微鏡、微小領域X線回折法、レーザラマン顕微鏡等)および生物学的解析(各種組織染色、免疫組織化学、リアルタイムRT-PCR等）を行うことで、破骨細胞系・造血幹細胞系遺伝子欠損による骨基質配向化への影響を可視化し、定量的に明らかにした。
(B) 細胞間共培養モデルにより、骨基質配向化機構を解明(in vitro)：遺伝子欠損マウスからの初代骨芽細胞・破骨細胞・オステオサイト抽出ならびに分化誘導に成功し、生体内細胞間相互作用を模擬した共培養系を構築した。
(C) 血管構造可視化により、血管―骨組織相互作用に基づく骨基質配向化機構解明：複屈折顕微鏡観察に基づき、遺伝子欠損マウスにおける血管ネットワーク構造の可視化・定量的解析手法を確立し、部位に応じた血管構造の異方性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記述のとおり、今年度（平成29年度）に計画していた以下の項目は、計画を前倒ししつつ遂行した。特に、今年度は骨生物材料解析顕微鏡の導入により、遺伝子欠損マウスの骨配向性ならびに血管構造の可視化・解析手法を確立したことは極めて意義深い。以下に、代表的な項目ごとの進捗を示す。なお、記号の意味は、◎：当初計画以上に進展、〇：計画通り進展、とする。
(A)遺伝子欠損マウスにより、骨基質配向化機構を解明（◎）、（B)細胞共培養モデルにより骨基質配向化機構を解明（〇）、（C)遺伝子欠損マウスにおける血管ネットワーク構造の可視化・定量的解析手法の確立（〇）
以上より、総合的に「当初の計画以上に進展している（◎）」と自己評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に計画していた研究項目は、一部計画を前倒ししつつ進展し、骨基質配向性・血管ネットワーク可視化手法の確立が既に完了したことから、「骨生物材料科学」構築に向けた研究基盤が当初計画を超えて整備されたといえる。
平成30年度は、前年度の成果を踏まえ、遺伝子欠損マウス（詳細は未公開）に注目してin vivo、in vitro両面から骨基質配向性制御機構解明を目指す。
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