| 研究課題/領域番号 |
21H04960
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
成瀬 恵治 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40252233)
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| 研究分担者 |
西山 雅祥 近畿大学, 理工学部, 准教授 (10346075)
高橋 賢 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (50432258)
片野坂 友紀 金城学院大学, 薬学部, 准教授 (60432639)
森松 賢順 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (70580934)
入部 玄太郎 旭川医科大学, 医学部, 教授 (90284885)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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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 |
43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2023年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2022年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
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| キーワード | メカニカルストレス / 高圧力環境 / 圧力刺激 / 伸展刺激 / 剪断応力 / 細胞内カルシウムイオン / 活性酸素種 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体各所で、メカニカルストレス応答不全が疾患発症に直結することが実証され、疾患の成因解明・治療にメカニカルストレスを考慮に入れたメカノメディスンを我々が提唱してきた．開発した伸展や剪断応力を負荷する装置は、現在までに汎用的な技術として確立されてきたが、生体組織でのメカニカルストレスはより複雑であるため、解明したい生命現象に沿ったメカニカルストレス負荷装置の開発が急務であった．そこで本研究では、より複雑な生体環境を模倣するメカニカルストレス刺激装置を開発する．さらにこれを用いて、これまで不明であった分野へメカノメディスン研究を発展させ、生体のメカニカルストレス応答やこれに基づいた治療へ貢献する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では新しいストレッチ・静水圧負荷装置を開発し、細胞の高圧力下での形態変化および細胞内情報伝達機構のリアルタイム観察や、遺伝子発現領解析を可能にした。この装置を用い、軟骨細胞や心筋細胞に対し高圧力を負荷し、圧力刺激に対する細胞内応答を明らかにした。また心臓に関しては、胎児期からの心臓の発育過程におけるTRPV2チャネルの役割や、心臓の収縮力に対する活性酸素種の役割を明らかにした。さらに心臓に関しては、マイクロ流体チップ上で血管内皮細胞、線維芽細胞、およびiPS心筋細胞を共培養することにより、血圧や血流に応じるヒト心臓チップを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、歯周組織や関節軟骨などの組織において生理的に生じる強い圧力を負荷しつつ、細胞の応答をリアルタイムで観察するシステムを確立した点で、医学・生物学の新しい領域を切り拓いたといえる。今後は、歯軋り・食いしばりなどにより生じる過大な圧力が歯周組織に与える影響に関し、病態生理学的な解析が可能となろう。また心臓に関しては、胎児期からの成長の過程や、血圧に対する収縮応答の仕組みが明らかとなった。これを発展させることにより、糖尿病が心不全を誘発する仕組みの解明などの応用が期待できる。さらにマルチメカニカルストレスの負荷が可能なヒト心臓チップの開発は、ヒトの心臓を対象とした研究に道を開いたといえよう。
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