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2018 年度 実績報告書

骨モデリング時の形態形成を担うコラーゲンネットワークの新たな役割の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H05549
研究機関岡山大学

研究代表者

上岡 寛  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (80253219)

研究分担者 加来 賢  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30547542)
原 徹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, プラットフォーム長 (70238161)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードコラーゲン線維 / 機械的刺激 / 骨 / 形態計測
研究実績の概要

本研究課題では、骨形成期におけるコラーゲン線維の立体再構築を行うことを主として研究を始めた。その過程でFocused Ion Beam-Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM)を用いて、骨中のコラーゲン細線維を1本単位で観察し、その方向性についても情報を得ることができた。さらに、コラーゲン細線維が集束してできる数マイクロ径のコラーゲン線維と骨基質中の骨細胞も同時に観察することに成功した。そして、集束したコラーゲン線維が骨細胞突起の方向性を規定しているような所見(細胞突起がコラーゲン線維を避けて伸長している)が数々観察されたので、まず、コラーゲン線維の架橋阻害剤であるBAPNで前処置したニワトリ胚頭蓋骨をSecond Harmonic Generation(SHG)で観察した。その結果、BAPNがコラーゲン線維形成の阻害を確認すると同時にファロイジンで蛍光標識された骨細胞ネットワークは、方向性を欠いた未成熟なネットワークを示していた。これらのことからコラーゲン線維形成を操作することで二次的に骨細胞ネットワーク形成を改編することができる新たな知見を得た。現在、これらの知見をまとめた論文を投稿準備中である。
さらに、E. Jager博士と共同研究で開発している骨内機械的刺激装置の取付まで現段階では行うことができた。通電することで3ー5パーセントの膨張を得ることができる特殊樹脂を用いた本装置は、その装置自体の微妙な振動も機械的刺激として骨内に伝わることから、その微小振動に対応すべく機器の設定、生サンプル刺激の条件設定を調整している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] リンシューピン大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      リンシューピン大学
  • [雑誌論文] Screening of key candidate genes and pathways for osteocytes involved in the differential response to different types of mechanical stimulation using a bioinformatics analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Z, Ishihara Y, Ishikawa T, Hoshijima M, Odagaki N, Ei Hsu Hlaing E, Kamioka H
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00774-018-0963-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of Osteocyte-PDL Crosstalk in Tooth Movement via SOST/Sclerostin2018

    • 著者名/発表者名
      Odagaki N, Ishihara Y, Wang Z, Ei Hsu Hlaing E, Nakamura M, Hoshijima M, Hayano S, Kawanabe N, Kamioka H
    • 雑誌名

      Journal of Dental Research

      巻: 97 ページ: 1374-1382

    • DOI

      10.1177/0022034518771331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Ca2+ response of osteocyte network by three-dimensional time-lapse imaging in living bone2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T, Hoshijima M, Sunaga J, Nishida T, Hashimoto M, Odagaki N, Osumi R, Aadachi T, Kamioka H
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 36 ページ: 519-528

    • DOI

      10.1007/s00774-017-0868-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The temporospatial pattern of energy metabolism coordinates the interactions between the bones and other organ systems2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Z, Kamioka H
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: 60 ページ: 8-14

    • DOI

      10.1016/j.job.2017.11.001

    • 査読あり
  • [学会発表] 骨の微細形態からみた細胞機能の解析2018

    • 著者名/発表者名
      上岡 寛
    • 学会等名
      第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioimaging of osteocytes and their surrounding bone matrix2018

    • 著者名/発表者名
      上岡 寛
    • 学会等名
      第15回Bone Biology Forum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bioinfomatics analysis shows candidate genes for osteocytes differentially response to different types of mechanical stimuli2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Z, Ishihara Y, Odagaki N, Ei Hsu Hlaing E, Kamioka H
    • 学会等名
      第77回日本矯正歯科学会学術大会 第7回日韓ジョイントミーティング
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of intracellular Ca2+ in mechano-transduction system of human periodontal ligament fibroblasts2018

    • 著者名/発表者名
      Ei Hsu Hlaing E, Ishihara Y, Wang Z, Odagaki N, Kamioka H
    • 学会等名
      第77回日本矯正歯科学会学術大会 第7回日韓ジョイントミーティング
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical Stress-induced Intracellular Ca2+ Oscillations in Human Periodontal Ligament Fibroblasts2018

    • 著者名/発表者名
      Ei Hsu Hlaing E, Ishihara Y, Wang Z, Odagaki N, Kamioka H
    • 学会等名
      American Society of Bone and Mineral Research 2018
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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