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ストレス誘導性老化細胞の挙動解析から迫る未知なる骨形成阻害機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18H02986
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
Research InstitutionOsaka Dental University

Principal Investigator

本田 義知  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (90547259)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 橋本 典也  大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (20228430)
片岡 宏介  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (50283792)
田中 知成  京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (70585695)
南部 隆之  大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (80367903)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Keywords細胞老化 / 骨 / 再生 / 老化細胞 / 生体材料 / 老化 / ストレス誘導性老化 / 骨再生 / 骨形成 / カテキン / ストレス / 再生医療
Outline of Annual Research Achievements

これまで原因不明と一言で片付けられてきた「未知の骨形成阻害機構」の解明は、歯科における喫緊の検討課題である。近年多様なストレス(酸化ストレス・炎症等)により誘導される老化細胞は、周囲の細胞機能を減弱させ、組織修復の障害となりうることが報告された。にもかかわらず、老化細胞が骨再生に与える影響や分子機構は殆ど知られていない。本研究では、同機序の解明を進め骨再生治療に「ストレス誘導性老化細胞の制御を介した骨形成増強」という視点を追加させる知見の取得を目的とする。具体的には、①生体材料埋入時に生じるストレスがいつ、どこで、どのようにして老化細胞を誘導し骨再生に影響を与えるかを分子機構も含めて解明する。更に、②申請者らが独自開発を進める統合的老化因子緩和担体(エピガロカテキンガレート結合ゼラチン:特許第6355959号)や複数の生体材料の埋入下で老化細胞除去薬・細胞老化促進薬を駆使し、まるで遺伝子研究におけるKnock downや過剰発現の様に、生体内での老化細胞数を人工的に増減させ同細胞の機能解明の深化を図る。
本年度は、LPS含有ゼラチンを埋入した動物実験モデル(頭蓋冠骨欠損モデル)と、マイクロCT、免疫組織学的評価を用いて、ストレス誘導性老化細胞の出現挙動と骨形成の関係の解析を詳細に行った。その結果、LPSの長期刺激によって誘導されるストレス誘導性老化細胞の出現に応じて、骨再生が阻害されることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通りに進行が認められるため。

Strategy for Future Research Activity

予備的検討を進めた結果、研究計画の変更を必要としないため、申請時の計画に則って実験を進める予定である。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(10 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Augmentation of Bone Regeneration by Depletion of Stress-Induced Senescent Cells Using Catechin and Senolytics2020

    • Author(s)
      Honda Yoshitomo、Huang Anqi、Tanaka Tomonari、Han Xiaoyu、Gao Beiyuan、Liu Haitao、Wang Xinchen、Zhao Jianxin、Hashimoto Yoshiya、Yamamoto Kazuyo、Matsumoto Naoyuki、Baba Shunsuke、Umeda Makoto
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Pages: 4213-4213

    • DOI

      10.3390/ijms21124213

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sustained Release of Catechin from Gelatin and Its Effect on Bone Formation in Critical Sized Defects in Rat Calvaria2020

    • Author(s)
      Honda Y, Huang A, Zhao J, Han X, Kurushima Y, Gong Y, Kanzaki H, Katsumata Y, Yamada Y, Hashimoto Y, Matsumoto N, Baba S, Tanaka T, Umeda M
    • Journal Title

      J. Hard Tissue Biology.

      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 77-84

    • DOI

      10.2485/jhtb.29.77

    • NAID

      130007833332

    • ISSN
      1341-7649, 1880-828X
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gas Permeability of Mold during Freezing Process Alters the Pore Distribution of Gelatin Sponge and Its Bone-Forming Ability2020

    • Author(s)
      Han Xiaoyu、Honda Yoshitomo、Tanaka Tomonari、Imura Kazuki、Hashimoto Yoshiya、Yoshikawa Kazushi、Yamamoto Kazuyo
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 13 Pages: 4705-4705

    • DOI

      10.3390/ma13214705

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Releasing Behavior of Lipopolysaccharide from Gelatin Modulates Inflammation, Cellular Senescence, and Bone Formation in Critical-Sized Bone Defects in Rat Calvaria2020

    • Author(s)
      Zhao J, Honda Y, Tanaka T, Hashimoto Y, Matsumoto N.
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 13 Pages: 95-95

    • DOI

      10.3390/ma13010095

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ストレス誘導性老化細胞の出現を促す材料の開発と骨再生阻害機序の解明2021

    • Author(s)
      本田義知,Zhao Jianxin,馬場俊輔,松本尚之,橋本典也
    • Organizer
      日本歯科理工学会 近畿・中四国地方会 令和2 年度冬期セミナー
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレス誘導性老化細胞を出現させる疾患モデル構築用材料の開発と骨再生への影響2021

    • Author(s)
      Zhao Jianxin、本田義知、Wang Xinchen、田中知成、橋本典也、松本尚之
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 凍結乾燥時に用いる鋳型の通気性がゼラチンスポンジの構造に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      韓 嘯宇、本田 義知、田中 知成、Zhao Jianxin、鞏 雅楠、劉 海濤、井村 和希、橋本 典也、吉川 一志 、山本 一世
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] What is stress induced cellular senescence?2021

    • Author(s)
      Yoshitomo Honda
    • Organizer
      KIT International OPEN-TECH Webinar 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 植物由来物質とストレス誘導性老化細胞の接点2021

    • Author(s)
      本田義知
    • Organizer
      第70回医用高分子研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体材料埋入で誘導されるストレス誘導性老化細胞が骨形成に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      本田 義知,黄 安祺,田中 知成,韓 嘯宇,Beiyuan Gao,Xinchen Wang,劉 海濤,松本 尚之,馬場 俊輔,梅田 誠
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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