| 研究課題/領域番号 |
19H01173
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
牛田 多加志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (50323522)
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| 研究分担者 |
上田 太郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90356551)
古川 克子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90343144)
伊藤 弓弦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30500079)
佐藤 正人 東海大学, 医学部, 教授 (10056335)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2022年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
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| キーワード | 軟骨細胞 / 静水圧 / シグナル / メカノシグナル / 再生軟骨 / シグナル伝達 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軟骨細胞がいかに静水圧を受容するか，そのメカニズムについては依然不明のままである．本研究においては，そのメカニズムの解明のために再構築系，細胞実験系およびトランスクリトーム解析系の３つの系を用いて，軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構を分子レベルで検証する．さらに，本研究においては，軟骨細胞の静水圧メカノシグナル制御機構に基づいた最適な静水圧負荷技術を開発し， in vitro実験，動物移植実験を通じて，静水圧負荷の有効性を評価することより，組織工学への応用を目指した軟骨細胞分化制御および軟骨組織再生の基盤技術の開発を行う．
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| 研究成果の概要 |
生理的に軟骨細胞に負荷されている物理刺激として知られている静水圧がどのようなシグナルを惹起し，軟骨細胞の遺伝子発現がどのように変化しているか，そして静水圧刺激が軟骨組織再生にどのように寄与するかを検証した．具体的には，Rasが静水圧刺激により活性化するかどうか無細胞系で検証し，Rasの上流からのシグナル無い状態でも活性化する可能性を示した．また，トランスクリトーム解析を通じて，静水圧に応答する遺伝子群(mRNA, miRNA, lincRNA)も見いだした．さらに静水圧および圧縮応力を同時に負荷可能なシステムを開発し，軟骨組織再生に適した物理刺激負荷条件について策定することが可能となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物理刺激が細胞に及ぼす影響については，特にずり応力，引っ張り応力について多く研究されてきており，血管内皮細胞，血管平滑筋細胞，骨芽細胞，筋芽細胞などで多くの成果が出ている．一方，静水圧刺激については，MPaオーダー負荷システムを構築することの困難さなどから，研究論文も少ないと言った背景がある．その中で本研究が明らかにした静水圧刺激に対する軟骨細胞の応答の，シグナルレベル，遺伝子発現レベルそして組織再生レベルでの知見は，この分野の研究の発展を促進させる学術的な意味を持つ．また我が国だけでも一千万人オーダーで罹患している変形性関節症治療の新たな指針の一つとなり得る意味での社会的意義がある．
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