AIを駆使した骨細管の構造解析から探る骨細胞の機械的刺激受容機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24K20057
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57070:成長および発育系歯学関連
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 大久保 香織 (田畑香織) 岡山大学, 大学病院, 医員 (20979562)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 骨細胞 / 骨細管 / メカニカルストレス / AI

研究開始時の研究の概要

骨細胞は骨基質中の約 90%を占め、骨細管に取り囲まれた骨細胞突起を無数に伸ばしてネ ットワークを形成し、機械的刺激を受容する。しかしながら、骨細胞は骨基質深くに存在することから、骨細胞が機械的刺激を受容する過程を観察することは困難であり、そのメカニズムは不明である。申請者は、過去に骨細胞突起と骨細管の間で生じる流体剪断応力に注目し、機械学習を応用することで、両者の三次元的形態を解析する手法を確立した。本申請では、骨代謝異常状態における骨細管の形態変化を三次元的に解析し、その結果を基に流体シミュレーションを行うことで、骨組織の流体剪断応力による機械的刺激受容メカニズムの解明を目指す。