| 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 (2022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 | 静水圧 / 軟骨細胞 / 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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| 研究実績の概要 |
Rasの活性化をFRET強度の変化でモニターできるRaichuを用いて，Ras活性化の静水圧感受性の検出とメカニズム解明を目指した研究を進めた．これまでRaichuの単離精製とこれを用いたRas活性化の測定ができるようになっていたが，Raichu 内のCFPとYFPが弱く相互作用しこれが圧力感受性を示すことが判明した．そこでGFPの二量体化を阻害する点変異をRaichu内のCFPとYFPに導入したmRaichuを作成した。mRaichuは，Raichuに比してCFPとYFPの相互作用が弱く、Rasの圧力感受性についてのより定量的な測定が可能になった．
軟骨細胞に対し0 - 18 MPaの静水圧負荷下でリアルタイム観察を行い，阻害剤を用いることで上流のシグナル伝達機構の解明を目指した．結果として，静水圧の大きさに依存して相違が見られるような細胞内Ca2+濃度変化波形が得られた．さらに，阻害剤を投与した際の応答にも差が生じ，静水圧の大きさ依存的に機能する感知機構が異なる可能性や機能する感知機構の反応度合いが変化する可能性が示唆された．
軟骨細胞に関して静水圧処理群と無処理群を比較し，軟骨組織再生時にメカノシグナル負荷により亢進／抑制される因子を同定した．細胞内のみならずエクソソームも解析することで，軟骨組織内における誘導因子送達機構も含めたメカニズム解明を進めた．
これまでに日本白色家兎並びにラットを用いた異種同所性移植モデルによるin vivo有効性評価法を確立し，両動物種での修復再生効果の同等性を確認し，本研究における動物実験系をラットに決定した．移植方法および手技について検討を実施した．そして動物実験におけるポジティブコントロールとなる多指症由来軟骨組織より作製した細胞シートを用いて，静水圧負荷技術により作製された再生軟骨組織を用いた場合の移植方法や手技を確立した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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