| 研究課題/領域番号 |
17K01353
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
田渕 圭章 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 教授 (20322109)
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| 研究分担者 |
長谷川 英之 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (00344698)
星 信彦 神戸大学, 先端融合研究環, 教授 (10209223)
鈴木 信雄 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (60242476)
池亀 美華 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (70282986)
古澤 之裕 富山県立大学, 工学部, 講師 (80632306)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 超音波 / 遺伝子応答 |
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| 研究実績の概要 |
低出力パルス超音波 (LIPUS) は，骨折治癒のプロセスである炎症反応と骨組織の再構築の両方に効果的に作用して，骨折治癒を促進すると考えられている．再構築の過程で間葉系幹細胞が重要な役割を担っているが，それに対するLIPUSの作用は完全に解明されていない．
本年度，間葉系幹細胞に含まれる骨髄間質細胞を用いてLIPUSの初期の遺伝子応答反応を網羅的に明らかにすることを目的とした．マウス骨髄間質細胞ST2に対して超音波照射器 (SCI-p1-35, MU研究所) を用いて，シャーレの下面からLIPUSを20分間照射した (超音波周波数: 1.11 MHz, DF: 20%，パルス繰り返し周波数: 1 kHz, 印加電圧: 14 Vpp)．
ハイドロフォンを用いた計測により，今回用いたLIPUSの強度は25 mW/cm2と算出された．ST2細胞へのLIPUS照射の30分後より，数多くの遺伝子の発現が２倍以上変動 することが示された．発現が増加する遺伝子群から，IEG (immediate early gene) のメンバーであるFos やEgr1 を含む遺伝子ネットワークが得られ，このネットワークは骨機能に関与した．また，細胞保護作用やアポトーシス抑制作用に関与する遺伝子ネットワークが構築できた．このネットワークには，Hspa1やBag3等，シャペロン機能を有する熱ショックタンパク質関連遺伝子が数多く存在した．発現が減少する遺伝子群からは，Fosl1等の転写因子等を含む遺伝子発現に関連する遺伝子ネットワークが同定できた．
以上，マウス骨髄間質細胞ST2において，LIPUS照射により速やかに応答する遺伝子群を明らかにした．得られた結果は，LIPUSの初期細胞応答を理解するための有益な情報になる．
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