骨細胞の三次元培養実験系を用いた骨リモデリング開始メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 19791049
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 九州産業大学
• 研究代表者: 藏田 耕作 九州産業大学, 工学部, 准教授 (00368870)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,780千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 480千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 骨・軟骨代謝学 / 骨細胞 / ネットワーク / 疲労亀裂 / 再構築 / 三次元培養 / リモデリング / 破骨細胞 / 機械的刺激

研究概要

疲労亀裂に起因した骨リモデリング開始メカニズムに関して,三次元ゲル包埋培養した骨細胞を用いて研究を行った.その結果,骨基質中に形成されている骨細胞ネットワークが疲労亀裂によって損傷を受け,骨細胞のネクローシスおよび周辺骨細胞のアポトーシスを誘導すること,細胞死の増加に依存して破骨細胞分化因子の産生が増すこと,ギャップジャンクションによる細胞間情報伝達が骨細胞の抗アポトーシスに影響し,骨リモデリング範囲の決定に影響を与えることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Osteocyte-derived HB-GAM (pleiotrophin) is associated with bone formation and mechanical loading (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Imai, T.J. Heino, A. Hienola, K. Kurata, K. Buki, Y. Matsusue, H.K. Vaananen, H. Rauvala
  • 雑誌名: Bone 44(5) ページ: 785-794
  • 査読あり
• [雑誌論文] 骨細胞と力学応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藏田耕作,福永鷹信,日垣秀彦
  • 雑誌名: 運動・物理療法 19(3) ページ: 184-191
  • NAID: 10024477021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of strain magnitude on mechanical responses of three-dimensional gel-embedded osteocytes studied with a novel 10-well elastic chamber (2008)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Fukunaga, Kosaku Kurata, Junpei Matsuda, Hidehiko Higaki
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 3(1) ページ: 13-24
  • NAID: 130000079484
  • 査読あり
• [雑誌論文] 骨細胞と力学応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藏田耕作
  • 雑誌名: 運動・物理療法 19(3) ページ: 184-191
  • NAID: 10024477021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of strain magnitude on mechanical responses of three-dimensional gel-embedded osteocytes studied with a novel 10-well elastic chamber (2008)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Fukunaga
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 3(1) ページ: 13-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of osteocytes in the initiation of targeted remodeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata and H. Kalervo Vaananen
  • 雑誌名: 九州産業大学工学部研究報告 第44号 ページ: 325-330
  • NAID: 110007025457
• [雑誌論文] Development of a compact microbubble generator and its usefulness for three-dimensional osteoblastic cell culture (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata, Hiroyasu Taniguchi, Takanobu Fukunaga, Junpei Matsuda, Hidehiko Higaki
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 2(4) ページ: 166-177
  • NAID: 130000079498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteocyte: a cellular basis for mechanotransduction in bone (2007)
  • 著者名/発表者名: Guoliang Gu, Kosaku Kurata, Zhi Chen and Kalervo H. Vaananen
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 2(4) ページ: 150-165
  • NAID: 130000079497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of mechanically damaged osteocytes in the initial phase of bone remodeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata, Takanobu Fukunaga, Junpei Matsuda, Hidehiko Higaki
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 29(6) ページ: 1010-1018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of mechanically damaged osteocytes in the initial phase of bone remodeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 29(6) ページ: 1010-1018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteocyte: a celltilar basis for mechanotransduction in bone (2007)
  • 著者名/発表者名: Guoliang Gu
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 2(4) ページ: 150-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a compact microbubble generator and its usefulness for three-dimensional osteoblastic ceU culture (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 2(4) ページ: 166-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of osteocytes in the initiation of targeted remodeliag (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata
  • 雑誌名: 九州産業大学工学部研究報告 44 ページ: 325-330
• [学会発表] 繰り返し刺激による疲労亀裂に対する骨細胞の力学応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米徳一博
  • 学会等名: 日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] 繰り返し荷重によるマウス脛骨部への微小亀裂誘導装置の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村彬洋
  • 学会等名: 日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] マウス脛骨部への繰り返し荷重が骨形成量に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松野充
  • 学会等名: 日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] マイクロダメージを受けた骨細胞ネットワークの力学応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藏田耕作
  • 学会等名: 第21回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] 疲労亀裂に起因する骨リモデリングにおいて骨細胞ネットワークが果たす役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福永鷹信
  • 学会等名: 第28回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] Effects of microbubble-induced hyperoxia on alkaliae phosphatase activity in three-dimensional osteoblast culture (2007)
  • 著者名/発表者名: Kosaku Kurata
  • 学会等名: Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Tartrate-resistant acid phosphatase-positive cell differentiation influenced by over-physiological stretched osteocytes (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Fukunaga
  • 学会等名: Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] Effects of microbubble-induced hyperoxia on alkaline phosphatase activity in three-dimensional osteoblast culture (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kurata
  • 学会等名: Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] Tartrate -resistant acid phosphatase -positive ceU differentiation influenced by over-physiological stretched osteocytes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Fukunaga
  • 学会等名: Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] 骨細胞間に発生する生理的・非生理的ひずみが骨芽細胞のALP活性に与える影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福永鷹信
  • 学会等名: 第18回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-10-07
• [学会発表] 生理的・非生理的ひずみ範囲の伸張刺激に対する骨細胞の力学応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福永鷹信
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] 細胞間ネットワークの抑制が多方向重力環境下の骨細胞に及ぼす影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田純平
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] 骨リモデリング開始を決める骨細胞の力学応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藏田耕作
  • 学会等名: 第19回日本運動器リハビリテーション学会
  • 発表場所: 軽井沢
  • 年月日: 2007-07-07