2020 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of the strategy on innovative tissue repair and bone regeneration using biological properties of carbon nano-materials
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18K19627
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 悟 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10344524)
平田 恵理 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
高野 勇太 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (60580115)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | カーボンナノマテリアル / カーボンナノホーン / マクロファージ / 骨形成 / チタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，カーボンナノマテリアル(CNMs)の生物学的特性を用いた新たな組織修復・骨再生のストラテジーを構築することである. 研究期間において，チタン表面にカーボンナノホーン (CNHs) を修飾したチタン(CNH/Ti) を製作し，CNH/Ti上でマクロファージを培養，マイクロアレイを用いて網羅的遺伝子発現を解析するとともに炎症性サイトカインの産生について検索した．培養1日後のマイクロアレイによるGene Ontology解析において，Tiと比較してCNH/Tiにおいては，マクロファージのDNAの転写，修復ならびに複製に関する遺伝子がdown regulateされていた．培養3日後のサイトカイン発現量については，CNH/TiのTNFαとIL-6はTiと比較して有意に低く，IL-10は両者の間に有意差を認めなかった．TNFαとIL-6は，M1型マクロファージが分泌する炎症性サイトカインであり，骨形成を阻害すること，IL-10はM2マクロファージにより分泌される組織修復に関係する抗炎症性サイトカインであることが報告されている．以上から，CNH/Tiにおいては，Tiに比較し，M2マクロファージへの分極が生じやすいのではないかと考え，M2への分極について検索した．M2マクロファージの発現を検索するため，M2マクロファージマーカーの一つであるCD206の蛍光免疫染色を行い，共焦点レーザー顕微鏡にて観察を行った．その結果，Tiに比較してCNH/TiにおいてCD206の蛍光強度が高い細胞の割合が有意に高いことが示され，M2マクロファージに分極している可能性が示された．
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[Journal Article] Carbon nanohorn coating by electrodeposition accelerate bone formation on titanium implant2021
Author(s)
Takada Sari, Hirata Eri, Sakairi Masatoshi, Miyako Eijiro, Takano Yuta, Ushijima Natsumi, Yudasaka Masako, Iijima Sumio, Yokoyama Atsuro
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Journal Title
Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology
Volume: 49
Pages: 20～29
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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