2023 Fiscal Year Research-status Report
Mechanical response of bone under the light of biological evolution
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23K08670
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
中村 美穂 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 非常勤講師 (40401385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 雅哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (10332735)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | メカニカルストレス / バイオインフォマティクス / プロテオミクス / 骨芽細胞 / メカノバイオロジー / 骨粗鬆症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人口の急速な高齢化に伴い、骨粗鬆症患者数は年々増加しており、骨粗鬆症対策は、我が国も含め世界的な最重要課題の一つとして位置付けられる。通常、骨粗鬆症予防策として、カルシウム およびビタミンD摂取、日光浴、荷重運動が推奨される。荷重運動と骨密度の関連性については、宇宙空間での長期滞在や長期臥床によるメカニカルストレス低下による骨密度減少現象として注目されてきたが、メカニズムは解明されていない。本研究は、荷重運動等のメカニカルストレス低下が骨密度減少を引き起こすメカニズムを解明することを目的としている。
本研究では、研究期間内に、[A] バイオインフォマティクス手法による下等・高等脊椎動物の骨基質タンパク質データベースの構築と比較解析、[B] 骨基質のプロテオミクス解析により、荷重運動に関連すると考えられる骨基質タンパク質を選出する。その後、[A・B]で選出したタンパク質について、メカニカルストレス負荷実験による[C] in vitro細胞培養実験と[D] in vivo動物実験により、荷重運動との関連性有無の実証を行う。
初年度は、[A] において、骨基質タンパク質データベースを構築し、荷重運動に関連すると考えられる骨基質タンパク質の１次スクリーニングを行った。[B]において、ヒト骨試料を使用するための倫理委員会審査を終え、試料採取を開始した。また、テストサンプルのプロテオミクス解析を行い、石灰化骨からのタンパク質抽出に成功した。[C]において、骨芽細胞を用いたin vitro細胞培養を行い、メカニカルストレスが骨芽細胞分化を促進することを確認し、評価系を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画のとおり進めることができた。また、研究成果について論文で発表することができた。今後は学会発表や更なる論文発表を予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も研究計画書に従い、研究を進める予定である。具体的には、 [B]において、ヒト骨試料のプロテオミクス解析を行い、荷重運動に関連すると考えられる骨基質タンパク質を選出する。さらに、バイオインフォマティクス的手法によるスクリーニングで選出したタンパク質について、メカニカルストレス負荷実験による[C] in vitro細胞培養実験を中心に行う。
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| Causes of Carryover |
実験補助者の雇用を予定していたが、別経費の雇用による補助者の労働にてまかなわれたため。次年度の細胞実験用試薬の購入を予定している。
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| Remarks |
プレスリリース （於日本）https://www.tmd.ac.jp/press-release/20230907-1/
（於フィンランド）https://www.utu.fi/en/news/press-release/new-study-offers-information-on-bone-regeneration-and-osteoporosis-in-the-light
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[Presentation] Evaluation of cellular responses to oxidized poly(ethylene terephthalate) microplastics using a genetically engineered macrophage.2023
Author(s)
Yamamoto M, Murakami M, Washihira N, Nakamura M, Matsushima T, Asahara H, Kishida A, Kobayashi M, Fuji Si, Tanabe T, Kimura T
Organizer
Biomaterials International Conference 2023
Int'l Joint Research
