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令和元年度は、遺伝子編集技術によりMC3T3細胞のDmp1発現を低下させた細胞株を作成した。力学的負荷を付与する装置の開発を始めたが、令和元年度中の装置の完成には至らなかった。
令和2年度は、空気圧により培養プレート内の大気圧を上昇させ、培養細胞へ力学的負荷を付与する力学的負荷装置を完成させた。三次元コラーゲンゲル培養法により、10 kPa、4日間の条件下で細胞傷害的変化を観察した所、コラーゲンゲル表層部分に播種したMC3T3細胞が力学的負荷付与時にもコントロール条件下と同様にコラーゲンゲル内へと侵入し細胞が増殖している像が認められ、力学的負荷で細胞傷害が生じないことが確認された。力学的負荷を40 kPaに上昇させ、26日間培養を行った。HE染色による観察で明らかな形態学的な変化の差は見出されなかった。
令和3年度は、昨年度の力学的負荷の条件では、形態学的な変化を認めることが出来なかったことから、力学的負荷を上昇できるように装置を改良した。100 kPa、2週間の力学的負荷条件において、三次元コラーゲンゲル培養を行った所、コントロール群と比較して好酸性の細胞外基質の産生が増加していた。
令和4年度は、Dmp1(-)MC3T3細胞に力学的負荷を付与した際に、Dmp1ペプチドの有無による石灰化能の変化を検討した。コントロール細胞では、力学的負荷により石灰化能が上昇したが、Dmp1(-)MC3T3細胞では、変化は見られなかった。Dmp1ペプチドともに力学的負荷を付与した所、コントロールでは、力学的負荷による石灰化能の変化が認められなかったのに対して、Dmp1(-)MC3T3細胞では、力学的負荷により石灰化能の上昇が見出された。
研究全体を通じて、力学的負荷が石灰化物形成能を上昇させ、この石灰化物形成能の上昇には、Dmp1が関与していることを、本研究全体を通じて明らかにすることが出来た。
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