2021 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation of relationship between growth factor adsorption onto calcium phosphates exhibiting different solubility and osteoblastic differentiation
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20K15037
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
濱井 瞭 東北大学, 歯学研究科, 助教 (00824004)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リン酸八カルシウム / 加水分解反応 / 溶解度 / タンパク質吸着・集積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度では，フッ化物イオンを含む緩衝液中でOCPが加水分解する過程において，成長因子モデルタンパク質，血清タンパク質それぞれの吸着・集積挙動を評価した．当該年度では，前年度に見出した実験条件を基に，血清タンパク質共存下での成長因子モデルタンパク質の吸着・集積挙動を検討した．また，透過型電子顕微鏡（TEM）やゼータ電位測定により，OCPの加水分解過程における表面状態を評価した．当該年度では，OCP表面での新規結晶析出が主となる加水分解過程に加え，新たに，OCP結晶の溶解が主となる加水分解条件下での成長因子モデルタンパク質の吸着・集積挙動を検討した．
検討の結果，血清タンパク質の共存がOCPの加水分解反応ならびに成長因子モデルタンパク質の集積を調節することが示唆された．さらに，血清タンパク質共存下において，OCP結晶の溶解が主となるような加水分解過程では, 成長因子モデルタンパク質の吸着・集積から飽和に至るまでの挙動が新規結晶の析出が主となる過程とは異なる可能性が見出された．
タンパク質吸着・集積後のOCPのTEM像では，新規結晶析出とOCP結晶の溶解が主となるような条件のそれぞれに対応した結晶形態が観察された．また，新規結晶の析出が主となるような緩衝液中でのOCP粒子のゼータ電位は，周囲のフッ化物イオン濃度もしくは加水分解されたOCPの組成に起因して変化する傾向にあった．これら表面状態の変化がOCPの加水分解過程におけるモデルタンパク質の吸着・集積挙動と関連している可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度では，OCPの加水分解反応において，新たにOCP結晶の溶解が主となるような条件で検討したところ，モデルタンパク質の吸着・集積挙動が異なる可能性が見出された．当該年度では，その検討を優先して実施したことにより，時間を要した．
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| Strategy for Future Research Activity |
加水分解の挙動が異なる条件下でのOCPの表面状態の変化とモデルタンパク質の吸着・集積挙動の関係をまとめ，その知見を基に，ハイドロキシアパタイト（HA）と加水分解過程のOCPとの吸着・集積挙動の比較検討を進める予定である．また，細胞実験の予備検討も実施しており，その結果を基に，OCPが加水分解する過程での成長因子の吸着・集積挙動が骨芽細胞分化に及ぼす影響についても検討を進める計画である．
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| Causes of Carryover |
OCPの異なる加水分解挙動とモデルタンパク質の吸着・集積との関連性を新たに検討したため，想定外に時間を要した．そのため，HAとの吸着挙動の比較，実際の成長因子を用いた吸着・集積挙動および細胞の骨芽細胞分化に及ぼす影響の検討に至ったのは予備実験まであったため，次年度使用額が生じた．
当該助成金は，翌年度分請求分の助成金と合わせ，成長因子の吸着・集積挙動評価や細胞実験関連の試薬・消耗品の購入費および，大学共通機器の利用料に加え，学会等での成果発表に関連する費用としての使用を計画している．
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[Presentation] Effects of OCP/PLGA Composites on MSC Differentiation and The Materials Hydrolyses2022
Author(s)
Ryo Hamai, Itsuki Oizumi, Yukari Shiwaku, Yu Mori, Takahisa Anada, Kazuyoshi Baba, Naohisa Miyatake, Shin-nosuke Nishimura, Toshimi Aizawa, Eiji Itoi, Osamu Suzuki
Organizer
2022 JSB/SFB Joint Symposium
Int'l Joint Research
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