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In vitro変形・損傷場におかれた骨細胞ネットワークの情報伝達メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 17760080
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関京都大学

研究代表者

田中 基嗣  京都大学, 工学研究科, 助手 (30346085)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード骨細胞ネットワーク / 生体組織マトリクス / In vitro変形・損傷場 / メカノセンサー / カルシウム応答 / 力学刺激定量評価法 / アクチンフィラメント / 細胞接着 / 細胞間情報伝達
研究概要

骨基質内に存在する骨細胞は,骨梁に対する力学的負荷にともなって生じる骨基質の変形・損傷場を感知し,ギャップジャンクションにより形成した骨細胞ネットワークにより情報を伝達する働きを持っていると考えられている.しかし,骨細胞の力学的刺激感知・情報伝達メカニズムは明らかになっていないのが現状である.本研究では,まず,単離骨細胞について,力学刺激の定量化手法とその力学刺激応答特性の定量評価を試みた.次に,培養した生体組織マトリクスを用いてin vitroに変形・負荷を与えた際の生体組織マトリクスの変形・損傷場の評価法を確立し,その際の骨細胞ネットワークの生化学的応答特性を評価することを試みた.本年度の成果は以下のように要約される.
1)単離骨細胞の生化学的応答特性と情報伝達過程の定量評価
骨細胞の力学刺激感知メカニズムを検討するため,ニワトリ胚頭蓋冠より単離した単一の骨細胞について,マイクロビーズを用いた付与力学刺激定量評価法を考案し,局所力学刺激付与部位とカルシウム応答挙動の関連について検討した.その結果,細胞突起部位においては,細胞体部位と比べて高い確率でかつより小さい刺激量によってカルシウム応答が発生することがわかった.これより,骨細胞の力学刺激応答メカニズムにおいては,細胞内のアクチンフィラメント構造の局在による寄与が大きいことが示唆された.
2)生体組織マトリクスの変形・損傷場の評価法の確立
骨細胞の力学刺激感知メカニズムを明らかにするための第一歩として,細胞膜の免疫抗体染色と画像相関法を組み合わせて,組織内において骨細胞が受ける力学刺激量とそのカルシウム応答を同時に計測・観察可能な実験系を構築した.その結果,骨細胞周囲組織のひずみ,細胞突起および細胞体のひずみを定性的に導出することができた.また,骨細胞がカルシウム応答を発現させる瞬間における骨細胞および周囲組織のひずみ量を求めることができる手法を提案した.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Effects of Spatial Distribution of Defects on Bending Deformation and Critical Current in Bi2223/Ag Superconducting Composite Tapes2007

    • 著者名/発表者名
      Masaki HOJO
    • 雑誌名

      Materials Science Forum Vols.539-543

      ページ: 919-924

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mode I and II Interlaminar Fracture Toughness and Fatigue Delamination of CF/Epoxy Laminates with Self-Same Epoxy Interleaf2006

    • 著者名/発表者名
      Masaki HOJO
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue No.28,Vol.10

      ページ: 1154-1165

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Framework for Optimal Design of Porous Scaffold Microstructure by Computational Simulation of Bone Regeneration2006

    • 著者名/発表者名
      Taiji ADACHI
    • 雑誌名

      Biomaterials Vol.27,No.21

      ページ: 3964-3972

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Measurement of Elastic Modulus of Nb3Sn Using Extracted Filaments from Superconducting Composite Wire and Resin2006

    • 著者名/発表者名
      Masaki HOJO
    • 雑誌名

      Physica C : Superconductivity and its applications Vols.445-448

      ページ: 814-818

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Variation of local critical current and its influence on overall current of bent multifilamentary Bi2223/Ag tape2006

    • 著者名/発表者名
      Shojiro OCHIAI
    • 雑誌名

      Physica C : Superconductivity and its applications Vols.445-448

      ページ: 746-750

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mode I delamination fatigue properties of interlayer-toughened CF/epoxy laminates2006

    • 著者名/発表者名
      Masaki HOJO
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology Vol.66,Issue 5

      ページ: 665-675

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of Nonuniform Fiber Arrangement on Tensile Fracture Behavior of Unidirectional Fiber/Epoxy Model Composites2005

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu TANAKA
    • 雑誌名

      Composite Interfaces Vol.12, Nos.3-4

      ページ: 365-378

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fracture and Debonding Behavior of Coasted Brittle Alumina Layer on Ductile Aluminum Substrate Wire2005

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Ochiai
    • 雑誌名

      Composite Interfaces Vol.12, Nos.3-4

      ページ: 311-324

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple Cracking Phenomenon of the Galvannealed Coating Layer on Steels under Thermal and Tensile Stresses2005

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Ochiai
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science Vol.36A, No.7

      ページ: 1807-1816

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of Delamination Location on Mesoscopic Stress State and Critical Current under Bending Deformation in Bi2223/Ag Superconducting Composite Tapes2005

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hojo
    • 雑誌名

      Physica C : Superconductivity and its applications Vols.426-431, part 2

      ページ: 1205-1210

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Stress-Induced Fracture of Coating Layer of Galvannealed Steel2005

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Ochiai
    • 雑誌名

      Composite Interface Vol.12, No.7

      ページ: 655-668

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of mesoscopic stress states with delamination and their relation to critical current under bending deformation in Bi2223/Ag superconducting composite tapes2005

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hojo
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology Vol.18, No.12

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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