2009 Fiscal Year Annual Research Report
ダブルネットワークゲルが生体内で誘導する関節軟骨自然再生現象の分子機序の解明
Project/Area Number |
20240045
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
安田 和則 Hokkaido University, 大学院・医学研究科, 教授 (20166507)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近江谷 克裕 産業技術総合研究所, ゲノムファクトリー研究部門, 主幹研究員 (20223951)
北村 信人 北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (80447044)
小野寺 伸 北海道大学, 大学院・医学研究科, 特任講師 (00359481)
権 赫準 北海道大学, 大学院・医学研究科, 特任助教 (20455629)
黒川 孝幸 北海道大学, 大学院・理学研究院, 特任助教 (40451439)
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Keywords | 関節軟骨欠損 / 自然再生 / 硝子軟骨 / 分子機序 / 高機能生体材料 / ダブルネットワークゲル / 再生誘導 |
Research Abstract |
(1)前年度に作製したDNAアレイを用いて、PAMPS/PDMAAm DNゲルで誘導した家兎自然再生軟骨(2および4週)に発現している遺伝子を網羅的に解析し、同様に解析した成熟家兎正常軟骨および幼弱家兎正常軟骨のそれと比較した。前者との比較で5倍以上の発現差を有する遺伝子は全遺伝子の約5%、後者との比較で3-4%であった。その中で発現差トップ30の遺伝子の中から軟骨分化マーカー候補(Col2,Col5,Col10,Agc1,Crtl1,Dcn,Comp,Prg4,Cilp,Ctgf,Pthr1)を探した。 (2)PDMAAmゲル、PAMPSゲル、PAMPS/PDMAAm DNゲルのin vivo軟骨自然再生誘導効果を、組織学的scoreおよび分子マーカーmRNAの発現に関して比較した。効果は後2者のゲルに認められ、DNゲルで最大であった。その結果、負電荷を持つPAMPSの材料化学的特性、およびDNゲル化したことによる物理学的特性が重要な役割を果たすことが解った。 (3)PAMPSゲルとPDMAAmゲルからなる種々のcopolymerゲル上でATDC5細胞をインシュリン添加および無添加培地で培養し、軟骨マーカーの発現を比較した。その結果、インシュリン非存在下でPAMPSゲルに強力な軟骨への分化誘導能があることが解った。またインシュリン存在下ではPDMAAmゲルに分化促進能があることが解った。 (4)前年度に作製した多色発光プローブを用いて、時計遺伝子Bmal1、Per2、Hes1および軟骨マーカー遺伝子Col2、SOX9の発現をリアルタイムイメージングによって観察した。その結果、軟骨分化が始まると、これらの遺伝子にUltradianリズムが発現し、それらは軟骨のパターン形成に関与していることが解った。そこでもっと上流でこれらのUltradianリズムを規定する因子の存在が推定され、新しい多色発光プローブの開発を進めている。
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Research Products
(30 results)
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[Journal Article] A novel double-network hydrogel induces spontaneous articular cartilage regeneration in vivo in a large osteochondral defect.2009
Author(s)
Yasuda K, Kitamura N, Gong JP, Arakaki K, Kwon HJ, Onodera S, Chen YM, Kurokawa T, Kanaya F, Ohmiya Y, Osada Y
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Journal Title
Macromol Biosc 9
Pages: 307-316
Peer Reviewed
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[Journal Article] Atelocollagen-associated autologous chondrocyte implantation for the repair of chondral defects of the knee : a prospective multicenter clinical trial in Japan.2009
Author(s)
Tohyama H, Yasuda K, Minami A, Majima T, Iwasaki N, Muneta T, Sekiya I, Yagishita K, Takahashi S, Kurokouchi K, Uchio Y, Iwasa J, Deie M, Adachi N, Sugawara K, Ochi M
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Journal Title
J Orthop Sci 14
Pages: 579-88
Peer Reviewed
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[Journal Article] Antifouling activity of synthetic polymer gels against cyprids of the barnacle(Amphibalanus amphitrite)in vitro2009
Author(s)
Takayuki Murosaki, Takaya Noguchi, Akira Kakugo, Ananda Putra, Taka yuki Kurokawa, Hidemitsu Furukawa Yoshihito Osada, Jian Ping Gong, Yasuyuki Nogata, Kiyotaka Matsumura, Erina Yoshimura, Nobuhiro Fusetani
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Journal Title
Biofouling The Journal of Bioadhesion and Biofilm Research 25
Pages: 313-320
Peer Reviewed
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[Presentation] Negatively Charged PAMPS Gel Component Plays A Significant Role in The In Vivo Spontaneous Cartilage Regeneration Induced by Implantation of PAMPS/PDMAAm Double-network Gel2010
Author(s)
Ogawa M, Kitamura N, Arakaki K, Onodera S, Kurokawa T, Gong JP,Tanaka Y, Takakura Y, Yasuda K
Organizer
56th Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
Place of Presentation
Morial Convention Center Hall H, New Orleans, Louisiana
Year and Date
20100306-20100309
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[Presentation] The In vivo Effect of Artificial Cartilage Made from a Novel Double-Network Hydrogel on the Microstructure of the Counterface Normal Cartilage2009
Author(s)
Kitamura N, Arakaki K, Fujiki H, Kurokawa T, Iwamoto M, Ueno M, Kanaya F, Osada Y, Gong JP, Yasuda K
Organizer
ISTA2009 The 22^<nd> Annual Congress of the International Socicty for Technology in Arthroplasly
Place of Presentation
Big Island, Hawaii
Year and Date
20091222-20091224
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