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2009 年度 実績報告書

生体内外環境制御による生体アパタイト配向化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 08F08403
研究機関大阪大学

研究代表者

中野 貴由  大阪大学, 工学研究科, 教授

研究分担者 JEEWOOK Lee  大阪大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
キーワード生体アパタイト(BAp) / 骨質 / 骨量 / M-CSF / 微小領域XRD / 骨系細胞 / op / opマウス / 骨代謝回転
研究概要

これまで我々は生体アパタイト(Biological Apatite : BAp)c軸配向性は骨質関連因子の一つとして極めて重要であることを明らかにしてきた。つまり、BApは骨の強度を受け持つことから、既存の骨量(bone quantity)評価法のみでの骨強度評価には限界があり、新しい骨評価法である骨質(bone quality)中心の評価の重要性が注目されている。一方で、骨系細胞(bone cells)のカップリング(破骨細胞が担う骨吸収と骨芽細胞が担う骨形成)は骨代謝回転の基本現象であり、健全な骨量・骨質の維持と深く関連性があると考えられている。本研究では、カップリング現象に注目し、生体内環境制御による生体アパタイト配向化メカニズムを明らかにすることを目的とする。M-CSF(破骨細胞分化制御因子)欠損により大理石骨病を呈するop/opマウスに対し、人為的にM-CSFを投与することで、破骨細胞の形成と骨吸収を促進させ、骨量、ならびにBAp配向性に代表される骨質関連パラメータの解析を行った。その結果、M-CSFを投与することで大理石骨病の改善が認められた。つまり、大理石骨病の典型的な特徴である骨髄腔内の石灰化部はM-CSFによる破骨細胞の出現によって骨吸収された。つまり、骨幹中央部を中心に明瞭な骨髄腔が現れ、皮質骨のみが観察されるようになった。また、骨長手方向におけるBAp配向性の距離依存性を解析した結果、対照群(M-CSF非投与群)に比べ、投与群は有意に配向性が上昇した。とりわけ、新たに出現した破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞の活性によって、健全なカップリングを再構築し、BAp配向性の改善に繋がったものと考察された。つまり、生体内環境制御によって、骨力学機能を規定するBAp配向性を制御する因子としてM-CSFが重要な役割を果たしていることが示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Changes of bone quality and quantity in rhM-CSF-treated osteopetrotic(op/op)mice2010

    • 著者名/発表者名
      Jee-Wook Lee, Takayoshi Nakano
    • 雑誌名

      Materials Science Forum (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation and control of crystallographic alignment of biological apatite crystallites in bone2010

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Nakano, Takuya Ishimoto, Jee-Wook Lee, et al.
    • 雑誌名

      Materials Science Forum (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bone Regeneration Based on Orientation of Biological Apatite(BAp)c-Axis in Osteopetrotic(op/op)Mice2010

    • 著者名/発表者名
      Jee-Wook Lee, Keita Kawahara, Takayoshi Nakano
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 638-642

      ページ: 588-593

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 透過型X線回折法による生体アパタイト結晶配向性の新評価法2009

    • 著者名/発表者名
      李志旭、佐々木勝成、Joseph D.Ferrara、秋山皖史、佐々木敏彦、中野貴由
    • 雑誌名

      日本金属学会誌 73

      ページ: 786-793

    • 査読あり
  • [学会発表] rhM-CSF投与による大理石骨病(op/op)マウスの骨量・骨質変化2009

    • 著者名/発表者名
      李志旭、川原啓太、中野貴由
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      京都テルサ, 京都
    • 年月日
      2009-11-16
  • [学会発表] 大理石骨病(op/op)マウス脛骨欠損モデルの骨再生過程における骨量・骨質の解析2009

    • 著者名/発表者名
      川原啓太、李志旭、中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Bone Regeneration Based on Orientation of Biological Apatite(BAp)c-Axis in Osteopetrotic(op/op)Mice(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      J.W.Lee, T.Nakano, K.Kawahara
    • 学会等名
      Thermec 2009
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-08-25

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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