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本研究では，分化コントロールのためのトポロジカル表面の創製および引張応力負荷技術の開発を並行して進め，それらの技術を統合することによりメカニクスとトポロジーの複合化システムの開発を進めた．そして，これらのシステムを用いて，主に骨髄性幹細胞を新規に作製したトポロジカル表面上で培養し，動的な引張応力負荷実験を実施し，それらの実験結果を総合して，メカニクスとトポロジーを複合化させたシステムの開発および総合的評価を行うことを目標とした．今年度は，その中で特に破骨細胞の分化コントロールについて集中的に研究を進めた．具体的には，格子間の距離を変化させたマイクロオーダーの格子状パターンをPDMSを用いて作製し，その表面を表面プラズマ処理，細胞接着因子のコーティングすることにより，そのパターン上でラット骨髄由来細胞を培養した．培養した骨髄由来細胞は作製したパターン上で融合し破骨細胞に分化することを確認した．その時の格子パターン別の分化傾向を，ぞれぞれの表面で分化・融合した破骨細胞の遺伝子発現評価，免疫染色評価などの評価手法を用いて，検証した．そして，細胞接着斑の形成やそれに関連する分子の構成，それらの分子により引き起こされるシグナルについて多角的に検証を加えた．その結果，特定の格子パターン幅の上で培養した骨髄由来細胞から破骨細胞への分化が有意に促進されることが示された．再生医療における骨再生は，骨形成の主役である骨芽細胞に着目して研究が進められているが，骨形成は骨吸収とリンクしており，まず始めに骨吸収ありきの骨再生研究も着目されている．この視点において，骨髄由来幹細胞を如何に破骨細胞に分化コントロールするかという観点での本研究は重要な知見を示したと考えられる．
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