力学刺激特異的バイオマーカーの探索に向けた細胞核変形模倣デバイスの開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K12883
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪歯科大学
• 研究代表者: 本田 義知 大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (90547259)
• 研究協力者: 古薗 勉
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 細胞核伸展装置

研究成果の概要

口腔癌などで生じた骨欠損修復において、力学刺激が負荷された部位での骨再生は今だ困難を極める。その一因として、細胞が力学刺激を感知するメカニズムの解明が未だ発展途上にあり、特に、細胞核の変形に起因する遺伝子発現の変化に関する研究が黎明期にあることがあげられる。もし、新たな評価法が開発され同メカニズムの解明が加速すれば、将来的に新たな再生治療の開発に繋がり患者の生活の質的向上へ大きく寄与できる。本研究期間では、細胞核が接着しかつ伸縮可能な細胞核結合シートの合成と材料学的評価を行った。更に、細胞核抽出法の検討と、同シート上での細胞核の伸展の可否を確認した。

自由記述の分野

バイオマテリアル

研究成果の学術的意義や社会的意義

本助成期間では、細胞核を優位に接着可能なナノリン酸カルシウムを強固に固定したNano-CaP/高分子膜のプロトタイプの創成に成功した。さらに、同高分子膜上で細胞核に伸展刺激を付与可能である事を確認した。これらの結果を基に本計画が発展し、細胞核の変形に伴う力学刺激特異的バイオマーカーの同定がなされた暁には、生体内で力学刺激を受けている細胞の存在位置や、その応力を受けている程度を定量的に明示することが可能なる。これらの知見は、骨軟骨系の応力受容メカニズムの解明に加え、他の力学刺激が関わる医療分野の研究にも影響を与え、メカノバイオロジーや再生医療等への貢献が期待できると予想される。