| 研究課題/領域番号 |
21K09929
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
工藤 忠明 東北大学, 歯学研究科, 助教 (50431606)
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| 研究分担者 |
洪 光 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083)
野口 拓也 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (20431893)
林 陽平 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00588056)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 神経細胞分化 / 微細振動刺激 / MAPK / PC12 / MC3T3-E1 / 周波数制御式反復微細振動刺激 / PC12細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは最近、 神経分化モデルラットPC12細胞に対し周波数制御式反復微細振動(FRMV)依存的に神経細胞分化を誘導する方法を考案した。しかし、その分子的メカニズムは全く不明であり、他の神経分化モデルへの汎用性の検討も不十分である。そこで本研究計画では、FRMV依存性神経細胞分化誘導の分子機序を解明し、かつ他の神経分化モデルにも有効なFRMV依存性神経分化誘導法を確立する。これにより、低侵襲かつ安全な神経組織再生活性の賦活化法を実用化するための基礎となる、微細振動刺激を活用した画期的な医工学的再生刺激モデルを開発し、もって神経組織再生医療の発展に寄与することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
我々は最近、神経細胞分化モデル・ラットPC12細胞やその派生株(PC12-P1F1細胞)ならびに骨芽細胞分化モデル・マウスMC3T3-E1細胞に対し、周波数制御式反復微細振動(FRMV)依存的に神経細胞分化や骨芽細胞分化を誘導する方法を相次いで考案した。しかし、その分子的なメカニズムは依然その多くが不明であった。そこで本年度研究では、FRMVの汎用性の検討の観点から、(1)骨芽細胞分化誘導機構や(2)温度制御式反復刺激(TRTS)による神経細胞分化誘導機構のさらなる解明を目指した以下の検討を行った。
[方法]骨芽細胞分化誘導については、MC3T3-E1細胞を播種したプレートを微細振動度装置にセットし、当該細胞に対する刺激条件を微調整しながら、その分子的なメカニズムや分化誘導効率がより高まる条件等を評価した。骨芽細胞分化の程度の定量評価には、主にアルカリホスアターゼアッセイを用いた。またPC12-P1F1細胞の神経細胞分化誘導については従来の方法で行い、さらにRT-PCR法等により遺伝子発現により着目した検討を行った。
[成果]MC3T3-E1細胞を用いた実験系では、BMPシグナル伝達経路の阻害剤の一つであるLDN193189等を使用すること等により、FRMV依存的な骨芽細胞分化におけるBMPシグナル伝達経路の重要性が示唆された。また、PC12-P1F1細胞については、SR600125が神経細胞分化率を向上させる機序について、神経細胞分化マーカー遺伝子や細胞内シグナル分子を規定する遺伝子を含む様々な遺伝子の発現レベルへの影響が新たに得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度研究では、周波数制御式反復微細運動(FRMV)や温度制御式反復刺激(TRTS)を用いることでPC12細胞派生株(PC12-P1F1)やMC3T3-E1細胞における細胞分化を誘導する分子的な機序を検討したが、その中で、(1)TRTSがPC12-P1F1細胞にもたらす遺伝子発現変動の新知見や(2)MC3T3-E1細胞に対してより効率的な骨芽細胞分化誘導を行うための新知見等が多数の成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策として、令和3・4年度に実施した実験により得られた成果を踏まえ、主に以下の検討を推進する。
(1)周波数制御式微細振動(FRMV)の汎用性の検討として骨芽細胞分化誘導法の更なる最適化のための実験的条件等ならびにFRMV依存的骨芽細胞分化誘導機序を検討する。
(2)我々が以前開発した温度制御式反復刺激(TRTS)による細胞分化誘導機構と周波数制御式反復微細振動(FRMV)による細胞分化誘導機構の比較解析を継続する。
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