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2009 年度 実績報告書

再生鱗をモデルとしたコラーゲン配向機構の解明-魚コラーゲンから生体修復材料を造る

研究課題

研究課題/領域番号 21380116
研究機関北海道大学

研究代表者

都木 靖彰  北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 教授 (10212002)

研究分担者 生駒 俊之  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20370306)
キーワード魚類コラーゲン / 鱗 / コラーゲン配向 / 変性温度 / 非コラーゲン性基質タンパク質 / 人工骨 / 再生医療用デバイス
研究概要

ウロコの非コラーゲン性基質タンパク質の同定:TOF-MS解析により,線維層板に含まれると予想される6種のタンパク質,石灰化部位に含まれると予想される2種のタンパク質の同定に成功した。また,cDNAライブラリのイムノスクリーニングに用いるための2種の抗体(抗線維層板非コラーゲン性基質抗体,抗EDTA可能性基質抗体)を作製した。
同定された基質タンパク質等の機能解析:鱗の再生過程,骨および歯の成長過程におけるRunx2,SPARC,BGPのin situ hybridizationにより,これら因子が鱗,骨,歯の成長や再生に共通して機能することを確認した。また,鱗培養細胞におけるRunx2,SPARC,BGPおよびI型コラーゲンの発現を確認し,鱗培養細胞が生体内のうろこ形成細胞の機能を維持していることを確認した。
魚類コラーゲンの変性温度制御機構の解析:キンギョの各種臓器からI型コラーゲンを抽出し,その変性温度が臓器ごとに異なること,変性温度はPro,Hyp,Lys,Hyl含量とは相関せず,α3サブユニット含量と強く相関することを明らかにした。
再線維化におけるコラーゲン線維配向構造の構築と材料物性:磁場内での配向構造創出をおこない,その粘弾性特性は4T(テスラ)のときに最も高い値を示すこと,引張強度は磁場強度が最も高い12Tで最大値80MPaを示すことを明らかにした。さらに,鱗コラーゲン(変性温度36度)がブタ真皮由来コラーゲン(同42度)とハイブリット線維を形成し,その熱安定性が混合量比により有意に変化することを見出した。また,形成した線維は量比に関係なくコラーゲン線維に特有な縞状構造を示すことを明らかにした。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Scale calcification in the goldfish in vitro : histological and quantitative analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Ogawa N, Ura K, Takagi Y
    • 雑誌名

      Fisheries Science 76

      ページ: 189-198

    • 査読あり
  • [雑誌論文] はじめに-なぜ,今,さかなコラーゲンか-2010

    • 著者名/発表者名
      都木靖彰
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 23(02)

      ページ: 1-5

  • [雑誌論文] 魚のうろこのコラーゲンの特徴-分子生物学-2010

    • 著者名/発表者名
      都木靖彰
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 23(02)

      ページ: 12-16

  • [雑誌論文] コラーゲンの基本構造2010

    • 著者名/発表者名
      生駒俊之・竹口雅樹
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 23(02)

      ページ: 6-11

  • [雑誌論文] Elemental distribution analysis of type I collagen fibrils in tilapia fish scale with energy-filtered transmission electron microscope2009

    • 著者名/発表者名
      Okuda M, Takeguchi M, Tagaya M, Tonegawa T, Hashimoto A, Hanagata N, Ikoma T
    • 雑誌名

      Micron 21

      ページ: 2547-2553

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo biological responses and bioresorption of tilapia scale collagen as a potential biomaterial2009

    • 著者名/発表者名
      Sugiura H, Yunoki S, Kondo E, Ikoma T, Tanaka J, Yasuda K
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Science 20

      ページ: 1353-1368

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic property of collagen gels with aligned fibril structure2009

    • 著者名/発表者名
      Li Y, Hirota M, Okuda M, Chen S, Tagaya M, Shirosaki S, Hayakawa S, Osaka A, Hanagata N, Ikoma T
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 51

      ページ: 661-664

    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      生駒俊之・田中順三
    • 雑誌名

      "バイオマテリアルにおける有機無機界面の創製と機能発現"第25章 高分子表面・界面分析法の新展開(株式会社シーエムシー出版(東京都千代田区))

      ページ: 335-344

  • [学会発表] キンギョI型コラーゲンに関する研究1 I型コラーゲンのcDNAクローニングとその発現解析2009

    • 著者名/発表者名
      飯村九林・真砂勇作・徳永啓太・長田光司・渡部晃・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      平成21年度日本水産学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手県民情報交流センター(盛岡市)
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] キンギョI型コラーゲンに関する研究2 生化学的解析と熱安定性2009

    • 著者名/発表者名
      小川展弘・生駒俊之・都木靖彰
    • 学会等名
      平成21年度日本水産学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手県民情報交流センター(盛岡市)
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] キンギョの鱗形成細胞培養系の確立とその性状解析2009

    • 著者名/発表者名
      赤路佐希子・飯村九林・清水宗敬・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      (社)日本動物学会北海道支部第55回大会
    • 発表場所
      北海道大学大学院水産科学研究院(函館市)
    • 年月日
      2009-08-08
  • [学会発表] キンギョ鱗の線維層板を構成する非コラーゲン性タンパク質の性状解析2009

    • 著者名/発表者名
      小松典彦・小川展弘・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      (社)日本動物学会北海道支部第55回大会
    • 発表場所
      北海道大学大学院水産科学研究院(函館市)
    • 年月日
      2009-08-08

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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