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2011 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 / SLRPs / 人工骨 / 人工角膜 / 生体修復材料
研究概要

同定された鱗基質タンパク質の機能解明(都木担当)
1.ゼブラフィッシュのデコリンおよびミメカンのクローニング:RT-PCRおよびRACE法により両遺伝子のクローニングを試みたところ,両遺伝子とも複数のアイソフォーム(もしくはバリアント)が存在することを明らかにした。哺乳類では両遺伝子を含む各種SLRPs遺伝子に複数のアイソフォーム(もしくはバリアント)が報告され,しかもそれぞれの機能が異なることが推定されている。現時点ではゼブラフィッシュのデータベースには1種類のデコリンおよび1種類のミメカン(オステオグリシン(ミメカンの別名)として登録)しか登録されていないため,データベースを補完するためにも,SLRPs遺伝子のクローニングを徹底的におこなう必要がある。
2.モルフォリノノックダウン系の確立:鱗再生部位へのvivo morpholinoのマイクロインジェクション法を確立したが,鱗形成細胞の遺伝子発現を抑制できなかった。
3.基質タンパク質のリコンビナントタンパク質合成:大腸菌を用いたリコンビナントタンパク発現形を構築し,現在デルマトポンチンとビグリカンの大腸近位夜発現を確認した。
コラーゲン変性温度制御機構の解明(都木担当)
夏期(水温25℃)と冬期(水温10℃)にサンプリングしたコイの皮膚,鱗のI型コラーゲンを精製し,その変性温度は両組織ともに夏期のコラーゲンの方が2℃高いことを明らかにした。また,変性温度の違いはプロリン残基の水酸化率とよく相関していたことから,季節(水温)による変性温度の違いはプロリン水酸化酵素活性の違いにより説明できることを示した。
鱗のコラーゲン階層構造の材料科学的手法による解析(生駒担当)
鱗コラーゲン、特にティラピアの鱗を用いてその構造の詳細を明らかとした。染色を行わずにSTEM-HAADFを用いた。これにより、染色によるリン酸カルシウムの脱落などの可能性が全くない条件での構造観察に成功した。
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(生駒担当)
また、メソポーラスシリカとう鱗コラーゲン線維を複合化させることで骨誘導因子(BMP)の放出制御が可能な膜材料の開発に成功した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Expression patterns of runx2, sparc and bgp during scale regeneration in the goldfish Carassius auratus2012

    • 著者名/発表者名
      Iimura K, Tohse H, Ura K, Takagi Y
    • 雑誌名

      J.Exp.Zool., Part B, Molecular and Developmental Evolution

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 魚類コラーゲンと哺乳類コラーゲン-分子から見た共通点と相違点,そして魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクト2011

    • 著者名/発表者名
      都木靖彰
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 28(11) ページ: 10-15

  • [雑誌論文] ウロコから眼:さかなのウロコのコラーゲンを利用して人工角膜を造る2011

    • 著者名/発表者名
      都木靖彰
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 49(招待) ページ: 156-158

  • [雑誌論文] Minerals and aligned collagen fibrils in tilapia fish scales : Structural analysis using dark-field and energy-filtered transmission electron microscopy and electron tomography2011

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

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 17 ページ: 788-798

    • DOI

      10.1017/S1431927611011949

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication, microstructure, and BMP-2 delivery of novel biodegradable and biocompatible silicate-collagen hybrid fibril sheets2011

    • 著者名/発表者名
      Chen S, Osaka A, Ikoma T, Morita H, Li J, Takeguchi M, Hanagata N
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 21 ページ: 10942-10948

    • DOI

      10.1039/C1JM10829H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures and rheological properties of tilapia fish scale collagen hydrogels with aligned fibrils fabricated under magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      Chen S, Hirota N, Okuda M, Takeguchi M, Kobayashi H, Hanagata N, Ikoma T
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 7 ページ: 644-652

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2010.09.014

    • 査読あり
  • [学会発表] チョウザメ皮由来コラーゲンの調製とその性質2012

    • 著者名/発表者名
      小柳佳子・岸村栄毅・富田友季穂・都木靖彰・足立伸二・今野久仁彦・佐伯宏樹
    • 学会等名
      平成24年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] ベステルHuso huso x Acipenser ruthenusコラーゲンの精製および性状解析2012

    • 著者名/発表者名
      張曦・大川美佳・浦和寛・足立伸次・都木靖彰
    • 学会等名
      平成24年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] アムールチョウザメAcipenser schrenkiiコラーゲンの精製および性状解析2012

    • 著者名/発表者名
      張曦・浦和寛・足立伸次・都木靖彰
    • 学会等名
      平成24年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] ベステルHuso huso x Acipenser ruthenusの骨組織の発生2011

    • 著者名/発表者名
      張曦・下田健吾・浦和寛・足立伸次・都木靖彰
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      大雪クリスタルホール(旭川市)
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] ゼブラフィッシュDanio rerioにおけるデルマトポンチン(DPT)の発現解析2011

    • 著者名/発表者名
      檀永凱・飯村九林・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      大雪クリスタルホール(旭川市)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] チョウザメ・コラーゲン由来血糖値上昇抑制作用ペプチドの調製とその構造特性2011

    • 著者名/発表者名
      富田友季穂・岸村栄毅・小柳佳子・Byung-Soo Chun・安藤靖浩・都木靖彰・足立伸次・佐伯宏樹
    • 学会等名
      第66回日本栄養・食糧学会大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2011-05-18
  • [図書] マリンバイオテクノロジーの新潮流,バイオカルシウム(伏谷伸宏監修)2011

    • 著者名/発表者名
      都木靖彰(分担執筆)
    • 総ページ数
      187-206
    • 出版者
      シーエムシー出版,東京都

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公開日: 2013-06-26  

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