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脱分化脂肪(DFAT)細胞に対する力学刺激負荷による分化・増殖に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 21K12632
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関日本大学

研究代表者

片岡 則之  日本大学, 工学部, 教授 (20250681)

研究分担者 松本 太郎  日本大学, 医学部, 教授 (50366580)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードDFAT細胞 / 再生医療 / メカニカルストレス / 再生医学 / 細胞増殖 / 細胞分化 / メカノバイオロジー
研究開始時の研究の概要

脱分化脂肪細胞(DFAT細胞)は、患者本人から簡易に採取可能であることから、再生医療分野で高い期待がかけられている。一方、研究代表者は骨芽前駆細胞を回転をもとにした振とう培養で増殖、分化、石灰化能が顕著に亢進することを明らかにした。一般的に、流れや伸展などのメカニカルストレスは各種の細胞の機能に影響を及ぼすことが知られている。本申請では、脱分化脂肪細胞に振とう培養装置やストレッチチャンバーによって生ずる培養液によるせん断応力や伸展刺激を負荷した際の増殖能、分化能を評価し、最適な力学培養条件の探索を行う。

研究成果の概要

脱分化脂肪(以下 DFAT)細胞は、成熟脂肪細胞を天井培養法で培養することより間葉系幹細胞に類似した性質を持つ細胞へ誘導したものである。実績報告書本研究ではDFAT細胞に対して力学的刺激を負荷するため、伸展刺激負荷装置を製作し、振とう及び伸展刺激同時負荷システムの開発を行った。本研究の結果、細胞への伸展刺激、流れ刺激の同時負荷システムの開発に成功した。DFAT細胞に伸展刺激のみ負荷した場合は、負荷48時間までは細胞増殖がやや抑制された。一方、伸展と流れの同時負荷を行うと細胞は細長く伸長し、細胞老化の抑制につながった。今後、さらに負荷時間、負荷パターンの検討を実施する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DFAT細胞はiPS細胞やES細胞などの他の多能性細胞と比較して安価、安全、かつ取得が容易な点などから、再生医療への活用が期待されている。現在、DFAT細胞は骨、軟骨、脂肪、平滑筋、血管への分化が確認されているが、機械的刺激負荷によってその増殖や分化を制御出来る可能性があり、再生医療に大きな寄与が可能であると考えられる。本研究の結果は、DFAT細胞の再生医療への応用のみならず、他の幹細胞を用いた再生医療、細胞培養技術全般にも適用可能で大きな学術的・社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Actin Filaments That Form Networks in Living Cells Fluctuate Rapidly and Independently of Each Other2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoteru Oka, Kouki Furukawa, Yasuyuki Oguma, Buntara Sthenly Gan, Noriyuki Kataoka
    • 雑誌名

      International Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 11 ページ: 33-43

    • DOI

      10.11648/j.ijbse.20231103.11

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time analysis of F-actin fluctuation in living cells with quasi super-resolution technique2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoteru OKA, Yasuyuki OGUMA, Noriyuki KATAOKA
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 17 号: 3 ページ: 22-00081-22-00081

    • DOI

      10.1299/jbse.22-00081

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response of human endothelial cells to the vortex flow in an immediately expanding flow chamber2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta KANNO, Hyu AKABANE, Yuji SHIMOGONYA, Noriyuki KATAOKA
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 17 号: 3 ページ: 22-00080-22-00080

    • DOI

      10.1299/jbse.22-00080

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 急拡大流路における生理的拍動流の血管内皮細胞に対する応答2024

    • 著者名/発表者名
      花輪 陸人, 池田 俊輔, 池田 蓮, 下権谷 祐児, 片岡 則之
    • 学会等名
      日本機械学会 東北支部 第59期講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞を用いた医用金属材料の生体適合性評価2024

    • 著者名/発表者名
      関根 公平, 武藤 大, 小澤 孝太郎, 田村 桐子, 片岡 則之
    • 学会等名
      日本機械学会 東北支部 第59期講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A cellular Cytoskeleton vibration driven by axial vibration of Microtubules and lateral vibration of Actin filaments2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Kawano, Tomoteru Oka, Noriyuki Kataoka, Buntara Sthenly Gan
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Advanced Technology Innovation 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞内の複数のアクチンフィラメントのゆらぎの相関関係の解析2023

    • 著者名/発表者名
      古川皓喜, 岡知輝, 片岡則之
    • 学会等名
      第35回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脱分化脂肪(DFAT)細胞のメカニカルストレス負荷に対する増殖能の評価2023

    • 著者名/発表者名
      顧耘嘉, 佐藤淳哉, 小森元滋, 片岡則之
    • 学会等名
      第35回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] メカニカルストレス負荷下での金属材料の培養血管内皮細胞との生体適合性試験2023

    • 著者名/発表者名
      関根公平, 武藤大, 片岡則之
    • 学会等名
      第35回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Responses of dedifferentiated FAT (DFAT) cell to stretching stimulation2023

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Kataoka, Junya Sato, Gu Yunjia, Motoshige Komori, Tomohiko Kazama, Taro Matshumoto
    • 学会等名
      6th Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 流れ負荷時の生細胞内F-actinの実時間観察手法の確立2023

    • 著者名/発表者名
      大槻 将也, 松本 拓真, 岡 知輝, 片岡 則之
    • 学会等名
      第 57 回 日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞の重力に対する応答解析のための重力制御システムの構築2023

    • 著者名/発表者名
      尾川原 康輔, 増田 翔, 片岡 則之
    • 学会等名
      第 57 回 日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞に対する流れ及び伸展刺激同時負荷システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 淳哉, 顧 耘嘉, 小森 元滋, 長友 龍之介, 片岡 則之
    • 学会等名
      第 57 回 日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Flow-Mediated Cellular Biomechanics2022

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki KATAOKA
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数値モデルを用いた細胞骨格構造体の動的解析2022

    • 著者名/発表者名
      岡知輝、ガンブンタラ ステンリー、片岡則之
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞を使用した医用金属材料の生体適合性評価2022

    • 著者名/発表者名
      武藤大、早野准平、 片岡則之
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 流れ負荷時の生細胞内 F-actin の実時間観察方法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      大槻将也、尾川原康輔、古川皓喜、岡知輝、片岡則之
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 急拡大流路における非定常流負荷時の血管内皮細胞の応答2022

    • 著者名/発表者名
      赤羽飛祐、花輪陸人、塚越陸登、今林亘、下權谷祐児、片岡則之
    • 学会等名
      日本機械学会第33回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱分化脂肪(DFAT)細胞の伸展刺激負荷に対する応答2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤淳哉、顧耘嘉、小森元滋、坂口陸、片岡則之
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞の非定常渦に対する形態応答2022

    • 著者名/発表者名
      赤羽飛祐、花輪陸人、塚越陸登、下權谷祐児、片岡則之
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 急拡大流路における2次元渦に対する血管内皮細胞の応答解析2021

    • 著者名/発表者名
      片岡 則之、赤羽 飛祐、下權谷 祐児
    • 学会等名
      日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 培養細胞を用いた金属・生体材料の生体適合性試験2021

    • 著者名/発表者名
      早野 准平、片岡 則之
    • 学会等名
      日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬似的な超解像度画像解析手法を用い生細胞内F-actinネットワーク構造のゆらぎの実時間解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡 知輝、小熊 靖之、ガン ブンタラステンリー、片岡 則之
    • 学会等名
      日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞の分化に及ぼす長期メカニカルストレス負荷の影響2021

    • 著者名/発表者名
      片岡 則之
    • 学会等名
      第47回日本骨折治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of F-actin fluctuation in network structure in the cell2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoteru OKA, Yasuyuki OGUMA , Buntara Sthenly GAN, Noriyuki KATAOKA
    • 学会等名
      11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Response of Vascular Endothelial Cells to Spatial and Temporal Shear Stress Gradients2021

    • 著者名/発表者名
      Hyu AKABANE ,Yuji Shimogonya, Noriyuki Kataoka
    • 学会等名
      11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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