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材料工学的視点によるがん骨転移における骨微細構造制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J01150
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

関田 愛子  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードがん骨転移 / 骨配向性 / コラーゲン / アパタイト / オステオサイト / 骨力学機能
研究実績の概要

本研究ではがん転移をおこした生体骨における骨力学機能低下の要因を明らかにするため、①造骨型あるいは溶骨型がん転移骨の骨配向性に着目した骨微細構造解析、②骨配向性変化を引き起こす生体メカニズムの解明、の2点を軸として研究を遂行した。
前立腺癌造骨型転移、乳癌溶骨型転移、メラノーマ溶骨型転移の三種類のがん骨転移マウスモデルの大腿骨においてコラーゲン線維/アパタイト結晶からなる骨基質の配向性が低下することを示すとともに、この骨配向性低下が骨力学機能低下の要因であることを材料工学的手法により明らかにした。さらに、骨配向性変化の要因を解明するため骨系細胞挙動に着目し骨代謝変化の解析をおこなった。前立腺癌転移骨では増殖亢進した骨芽細胞が配列不全をきたすことにより基質配向性が低下する一方で、乳癌転移骨では破骨細胞の骨吸収による骨表面形状制御の破綻が引き金となって基質配向性が低下することを明らかにした。さらにメラノーマ転移骨では、骨基質配向性と同調したオステオサイト配向性の低下を見出し、オステオサイトによる骨形成および骨吸収機構 (osteocytic perilacunar remodeling) が骨配向性制御に強く関与することを示した。
以上より本研究では、がん骨転移による骨脆弱化について骨配向性に基づいた理解が必要であることを示すとともに、各骨系細胞の骨配向性制御における役割を明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Disruption of collagen/apatite alignment impairs bone mechanical function in osteoblastic metastasis induced by prostate cancer2017

    • 著者名/発表者名
      A. Sekita, A. Matsugaki, T. Nakano
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 97 ページ: 83-93

    • DOI

      10.1016/j.bone.2017.01.004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Crosstalk between Crystallographic Anisotropy in Bone Tissue and Vascular Network Analyzed with a Novel Visualization Method2017

    • 著者名/発表者名
      Aiko Sekita, Aira Matsugaki and Takayoshi Nakano
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 58 号: 2 ページ: 266-270

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016383

    • NAID

      130005297209

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Alteration of osteoblast arrangement via direct attack by cancer cells: New insights into bone metastasis2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura, A. Matsugaki, A. Sekita, T. Nakano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 44824 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/srep44824

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 新規イメージング法による骨内血管網-骨基質異方性構造の相関解明2017

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、小笹良輔、中野貴由
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 81 号: 6 ページ: 315-319

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2017005

    • NAID

      130005678931

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 乳がん溶骨型転移による骨基質配向性低下2017

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、中野貴由
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 81 号: 6 ページ: 308-314

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2017003

    • NAID

      130005678932

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronous disruption of anisotropic arrangement of the osteocyte network and collagen/apatite in melanoma bone metastasis2016

    • 著者名/発表者名
      Aiko Sekita; Aira Matsugaki, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Structural Biology

      巻: 197 号: 3 ページ: 260-270

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2016.12.003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Disruption of Collagen Matrix Alignment in Osteolytic Bone Metastasis Induced by Breast Cancer2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sekita, A. Matsugaki and T. Nakano
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 12 ページ: 2077-2082

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016341

    • NAID

      130005284381

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 前立腺癌造骨型転移による骨配向性低下2017

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春季大会
    • 発表場所
      東京、首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 造骨型がん骨転移におけるコラーゲン/アパタイト配向性低下とその骨材質特性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、中野貴由
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡、福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 造骨型がん骨転移マウスモデルにおける骨配向性低下とその骨力学機能に対する影響2016

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、中野貴由
    • 学会等名
      第36回日本骨形態計測学会
    • 発表場所
      新潟、朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 悪性黒色腫による骨配向性低下2016

    • 著者名/発表者名
      関田愛子、松垣あいら、石本卓也、中野貴由
    • 学会等名
      第158回日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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