2015 Fiscal Year Research-status Report
エピジェネティクスを介した超音波による細胞の分化制御
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26560205
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
田渕 圭章 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (20322109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 隆 富山大学, 医学薬学研究部(医学), 教授 (40143937)
池亀 美華 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (70282986)
鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60242476)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低出力パルス超音波(LIPUS) は臨床の場で骨折治療に使用されている．しかしながら，その作用メカニズムは完全には解明されていない．今年度は，以下の実験結果を得ることができた．
超音波発生装置（帝人社製）を用いて細胞にLIPUSを照射した．強度ISPTA (空間ピーク時間平均強度) は30 mW/cm2，照射時間は20分間とした．骨折治癒過程に繊維芽細胞が関与するので，ヒト由来のHs68等の繊維芽細胞を用いた．LIPUS (30 mW/cm2, 20 min) の照射は細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）を活性化した．また，細胞増殖に対しても促進作用がある可能性が示された．
骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1細胞は幾つかの亜株がある．MC3T3-E1細胞とMC3T3-E1 clone 4細胞に対する骨芽細胞の分化誘導薬アスコルビン酸とベータグリセロリン酸の効果を比較した．その結果，後者の細胞の方がオステオカルシンや転写因子Runx2等のmRNAレベルをより上昇させることが示された．今後は応答性の良いMC3T3-E1 clone 4細胞を用いてLIPUSの効果を検討する予定である．
魚類のウロコには骨芽細胞や破骨細胞が存在し，骨の形成・再生を評価する有用なモデルである．金魚とゼブラフィッシュウロコに対するLIPUS (30 mW/cm2, 20 min)の照射は破骨細胞に作用し，破骨細胞のマーカー遺伝子である酒石酸耐性酸フォスファターゼとカテプシンKのレベルを低下させた．また，DNAの断片化が増加したので，LIPUSによりアポトーシスが誘導されることが示された．
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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
平成27年度は，繊維芽細胞や骨芽細胞様細胞株，さらには魚類のウロコを用いて低出力パルス超音波 (LIPUS)の応答を検討した．LIPUSの種々の作用を確認することが出来たので，研究は概ね良好に進捗したと判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
種々培養細胞とウロコ組織モデルを用いて，LIPUS の影響を検討する．ヒストンの修飾状態やそれに関連する標的遺伝子の発現を調べる．研究成績をまとめて，エピジェネティクスを介した超音波による細胞の分化制御機構を明らかにする．
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| Causes of Carryover |
効率的に予算を執行することが出来たので，研究費の使用が予定金額よりも少なかった．これにより，次年度の繰越金が発生した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究を実施するために以下の使用を計画している．試薬類：300千円．培養器具類：300千円．抗体類：200千円．網羅的遺伝子発現解析試薬類：500千円．国内旅費：100千円．謝金等：100千円．その他（論文投稿費など）：100千円．．
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