| 研究課題/領域番号 |
15K01302
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
山本 衛 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (00309270)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | バイオメカニクス / 皮膚 / エラスチン / 組織伸展性 / 損傷治癒 |
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| 研究実績の概要 |
ハマチ並びにマグロから摘出した動脈球を原材料としてエラスチンを精製し，それらに対してアミノ酸分析を行った結果，アルファエラスチンとベータエラスチンの２種類の成分を抽出可能であることが示された．また，精製したエラスチンを用いてヘアレスマウス背部皮膚への塗布実験を行った．紫外線によって軽度または重度の損傷を生じさせた皮膚組織に魚類由来エラスチン成分を塗布することで，皮膚の力学的，組織形態学的または分子生物学的特性にどのような変化が生じるのかについて検討した．その結果，紫外線照射によって軽度損傷を発生させた皮膚では，コラーゲンおよびエラスチンの合成を抑制する因子の発現が増加するとともに，皮膚の力学的伸展性が低下していたが，エラスチン成分を塗布することで，光老化によって低下した皮膚の伸展性が正常皮膚レベルに近づく傾向がみられた．また，紫外線照射により，表皮が肥厚し，皮膚表面の形状も粗くなったが，エラスチン成分を塗布することで，表皮の肥厚が抑制され，皮膚の表面形状も滑らかになった．一方，紫外線照射で重度損傷を生じさせた皮膚は，エラスチン成分を塗布することで，組織の引張強度が増加した．さらに，個体の生存が維持させた状態で実施した吸引負荷試験でも，皮膚への紫外線照射で生じた伸展性低下が，エラスチン塗布によって抑制されることを示すデータが得られた．加えて，紫外線を照射した皮膚では，細胞増殖因子の発現が亢進されるとともに，表皮が厚くなり，表皮凹凸が増加する傾向を経時的な観察によって確認した．また，エラスチンを塗布した皮膚では，細胞増殖因子の発現が抑制され，表皮が薄くなり，皮膚の表面形状も滑らかになることが明らかになった．
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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
これまでにハマチ動脈球を用いた予備的な実験を繰り返しながら，マグロ動脈球からのエラスチン成分の抽出方法を確立した．さらに，精製したエラスチンを対象としたアミノ酸分析を行うことで，エラスチンにみられる特徴的なアミノ酸配列が確認されており，実験に使用する魚類由来エラスチン材料は，確実に供給される状況にある．一方，精製したエラスチンを用いて，ヘアレスマウス背部皮膚に対する塗布実験を行っており，紫外線照射によって生じる皮膚伸展性の低下が，エラスチン塗布によって抑制される傾向にあることが明らかになっている．また，力学的な試験だけではなく，組織形態学的ならびに分子生物学的な検討も行っており，皮膚の表面形状や表皮厚さの変化からも，紫外線照射よる皮膚への悪影響を軽減する作用がエラスチンにあることが示唆されている．このように，魚類由来エラスチンという独自の材料が高純度で精製できる状況にあり，さらに精製したエラスチンを使用した皮膚への塗布実験も行っていることから，研究はほぼ順調に進展しているものと判断される．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの実験では，波長が302ナノメートルの紫外線によって，ヘアレスマウス背部皮膚に種々の程度の損傷を発生させた．今後は，302ナノメートルよりも波長の長い紫外線を照射する実験を行うことで，紫外線波長と皮膚損傷レベルの関係を定量化するとともに，異なる波長の紫外線照射による皮膚損傷に対するエラスチン塗布の効果を検証していく予定である．また，これまでに得られている結果から，皮膚組織へのエラスチンの浸透性を明らかにすることが重要であると考えており，エラスチン成分が皮膚組織のどの部位に影響を及ぼすしているのかを明らかにする実験を試みる予定である．さらに，生体内で生じているエラスチンの作用機序を解明するために，エラスチン基材上で培養した線維芽細胞などの形態や機能を調べる実験を計画している．また，皮膚以外にエラスチン成分を含む生体軟組織である血管や腱，靭帯を対象とした研究を行うことを検討している．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度の実験は順調に行われており，これまでは精製手法の確立や実験の再現性を確認するためにやや多く労力を使ってきた．特に，高純度の魚類由来エラスチンを得るための予備実験に多くの時間を費やした．従って，エラスチンの塗布実験に不可欠である実験動物の購入費用が当初の計画よりも少なくなったことで，次年度使用額が生じた．しかしながら，精製方法を確立することや実験データの再現性を検証することは，研究を遂行していくうえで極めて重要な過程である．次年度においては，より正確なデータを取得しながら，多くの実験を行うことが可能な状況になっており，残額となった研究費を有効に活用していく予定である．
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は実験用材料や消耗品の購入を十分に行う．実験動物の購入は，実験試料を得るために必須である．さらに.，力学試験用試料や組織観察用試料を作製するために必要な切削器具や研磨材，化学薬品などを購入する予定である．また，成果発表のための旅費に研究費を使用する予定である．特に28年度には，得られた研究成果を海外で発表する機会として，The 11th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanicsへの講演申込みなどを計画している．
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