2009 Fiscal Year Annual Research Report
生きた骨中骨細胞分化過程とメカニカルストレスによる制御に関する基盤的研究
| Project/Area Number |
20249081
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山本 照子 Tohoku University, 大学院・歯学研究科, 教授 (00127250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 一郎 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (70241643)
出口 徹 東北大学, 大学院・歯学研究科, 准教授 (30346457)
川木 晴美 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (70513670)
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| Keywords | 機械的刺激応答 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 単一細胞 / カルシウム応答 / 細胞骨格 / focal adhesion / 原子間力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
歯の移動に伴い、機械的刺激による骨吸収と骨形成が生じて骨の形態が変化するが、機械的刺激に応答する主たる細胞および機械的刺激伝達機構の詳細は依然不明である。そこで本研究は、骨芽細胞のみならず、骨組織中に存在し単離が困難であった骨細胞にも注目し、標的としている。すなわち骨組織を形成する種々の分化段階の細胞を対象として、どの細胞が機械的刺激の作用点であるのか、また細胞のどの部位が主として機械的刺激を受容するのかを見出すことを目的としている。このため本研究ではナノオーダーの機械的刺激を定量的に負荷するシステムが不可欠である。そこで本年度は定量的な機械的刺激負荷装置として原子間力顕微鏡(AFM)を用い、単一細胞の、ある特定の局所に機械的刺激を負荷するシステムの構築を主として行ってきた。これには弾性率および細胞との接触面積の異なる種々のカンチレバーを用いて、機械的刺激量、刺激負荷時間等の条件検討を行っている。さらに、骨芽細胞、骨細胞など単一細胞のある特定の部位を標的として機械的刺激を負荷し、その後に生じるカルシウム応答性についても、タイムラプス観察による連続画像を取得して解析をはじめている。その結果、骨芽細胞と骨細胞の機械的刺激に対する応答性の変化にfocal adhesionが関与しているとの示唆を得た。また、細胞骨格の動態についてもAFMを用いて検討をはじめており、細胞骨格に対する阻害剤を用いて細胞の弾性率変化、カルシウム応答性の変化を検討中である。
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[Journal Article] Fully functional bioengineered tooth replacement as an organ replacement therapy.2009
Author(s)
Ikeda, E, Morita R, Nakao K, Ishida K, Nakamura T, Takano-Yamamoto T, Ogawa M, Mizuno M, Kasugai S, Tsuji T.
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Journal Title
Proc Natl Acad USA. 106
Pages: 13475-13480
Peer Reviewed
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