2014 Fiscal Year Research-status Report
骨再生を賦活化する炭酸含有アパタイト骨補填材の創製と細胞応答メカニズムの解析
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26462984
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| Research Institution | Asahi University |
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Principal Investigator |
川木 晴美 朝日大学, 歯学部, 講師 (70513670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 豊 朝日大学, 歯学部, 名誉教授 (40116067)
近藤 信夫 朝日大学, 歯学部, 教授 (40202072)
田辺 俊一郎 朝日大学, 歯学部, 准教授 (60227197)
高山 英次 朝日大学, 歯学部, 准教授 (70533446)
神谷 真子 朝日大学, 歯学部, 助教 (80181907)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 炭酸含有アパタイト / 骨再生 / 骨補填材 / 生体親和性 / 多孔質 / バイオセラミックス / 界面細胞動態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は①焼成後の炭酸含有アパタイト（CA）の物性解析、②CA上での培養細胞の応答解析を行い、①②の結果から次年度に予定していた③動物モデルへの移植実験を行い、CAの骨再生能について検討し、以下の結果を得た。
① 焼成温度、焼成時間、予備加圧の有無など異なる条件下でCAを焼成し、X線回折、SEM観察、全反射レーザー顕微鏡観察による結晶性の解析とFTIR、熱量分析による残存炭酸含有量についての解析を行った結果、高温で焼成するほど結晶性は向上するが水酸化アパタイトに比べ、その結晶成長は1/10程度であること、低温焼成のものは表面がより塑像であるとの結果を得た。また、焼成温度、時間によって残存炭酸含有量が異なり、炭酸含有量が少ないCAでは直径数μm程度のマイクロポアが観察された。
② CA上での細胞培養系による評価では、ラット骨髄由来間質細胞、ヒト骨髄由来間質細胞、いずれも低温焼成のCA上でVinculin陽性焦点接着班が顕著にみられ、細胞増殖が促進されていた。また、低温焼成CA上の細胞でERK1/2のリン酸化が顕著であり、インテグリン中和抗体添加でERK1/2のリン酸化と初期接着細胞数が顕著に低下したことから、CAの結晶性や表面性状がインテグリン依存的な細胞接着に寄与している可能性が示された。
③ 動物モデルを用いたCAの骨再生能の検討では、ラット大腿骨に骨欠損を作製し、CA他、既存の人工骨補填材を填入し、組織応答について術後7日の切片を作製して解析した結果、術後7日では骨補填材周囲に母床骨から細胞が進入し、とくにCA填入群では増殖細胞のマーカーとERK1/2のリン酸化共陽性細胞が多数みとめられた。
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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
焼成後の炭酸含有アパタイト（CA）の物性解析、CA上での培養細胞の応答解析から、次年度に予定していた動物モデルでの骨補填材填入実験を並行して行うことで、効率よくCA焼成条件の絞り込みを進めることができたため。
本年度の計画に次年度以降の動物実験を加えたことで、焼成条件に依存した細胞の応答性や骨再生時の組織応答性の違いが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果をふまえ、CAの有用性についてさらに解析を進めるために当初の計画通り以下のように研究を進める。
（１）引き続きCAの焼成条件と物性についての解析と、CA上での培養細胞の動態解析を行う。
（２）填入後7日以降の動物モデルを作製して、骨再生における経時的な組織応答を解析する。
（３）インテグリンシグナルの賦活化に、CAに吸着する培地中の血清成分が関与すると推測されるため、特異的な吸着性の有無を複数のロットの牛胎児血清を用いて検討する。
以上の計画を遂行して基礎的知見の集積を行う。
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Research Products
(32 results)
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[Journal Article] Compressive Force-Produced CCN2 Induces Osteocyte Apoptosis Through ERK1/2 Pathway.2014
Author(s)
Hoshi K, Kawaki H, Takahashi I, Takeshita N, Seiryu M, Murshid SA, Masuda T, Anada T, Kato R, Kitaura H, Suzuki O, Takano-Yamamoto T.
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Journal Title
Journal of Bone and Mineral Research
Volume: 29
Pages: 1244-1257
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Increase of Peripheral Blood CD57+ T-Cells in Patients with Oral Squamous Cell Carcinoma.2014
Author(s)
Iida M, Takayama E, Naganawa K, Mitsudo K, Adachi M, Baba J, Fujimoto-Muto M, Motohashi M, Mizuno-Kamiya M, Kawaki H, Kioi M, Ichinose M, Sumitomo S, Muramatsu Y, Shikimori M, Tohnai I, Kondoh N.
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Journal Title
Anticancer Research
Volume: 34
Pages: 5729-5734
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 幹細胞を組み合わせた骨再生療法2014
Author(s)
田中雅士, 川木晴美, 小栗健策, 森 春菜, 河野 哲, 近藤信夫, 吉田隆一
Organizer
第10回日本歯内療法学会中部支部会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2014-09-28 – 2014-09-28
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[Presentation] 象牙質顆粒の骨補填材としての機能評価2014
Author(s)
小栗健策, 川木晴美, 田中雅士, 森 春菜, 神谷真子, 河野 哲, 髙山英次, 吉田隆一, 近藤信夫
Organizer
第56回歯科基礎医学会学術大会
Place of Presentation
福岡
Year and Date
2014-09-25 – 2014-09-27
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[Presentation] 圧縮力負荷に伴い骨細胞より産生されたCCN2はERK1/2経路を介しアポトーシスを誘導する2014
Author(s)
星健治, 川木晴美, 高橋一郎, 竹下信郎, 清流正弘, Sakhr A Murshid, 益田泰輔, 穴田貴久, 加藤龍史, 北浦英樹, 鈴木 治, 山本照子
Organizer
第53回日本生体医工学会大会
Place of Presentation
仙台
Year and Date
2014-06-24 – 2014-06-26
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[Presentation] Compressive force-produced CCN2 induces osteocyte apoptosis through ERK1/2 pathway2014
Author(s)
Kenji Hoshi, Harumi Kawaki, Ichiro Takahashi, Nobuo Takeshita, Masahiro Seiryu, Sakhr A Murshid, Taisuke Masuda, Takahisa Anada, Ryushi Kato, Hideki Kitaura, Osamu Suzuki, Teruko Takano-Yamamoto
Organizer
International Symposium on Mechanobiology 2014
Place of Presentation
岡山
Year and Date
2014-05-20 – 2014-05-23
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