2023 年度研究成果報告書

包括的遺伝子情報に基づいた新規生分解性Mgデバイスの形状および表面処理技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K21031
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0907:口腔科学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	柳沢佑太東北大学, 大学病院, 助教 (40899738)
研究期間 (年度)	2021-08-30 – 2024-03-31
キーワード	骨代謝 / マグネシウム / RNAシーケンス / インプラント / 骨造成
研究成果の概要	ラット大腿骨にチタン（Ti）またはマグネシウム（Mg）金属を埋入し、術後3日、7日後で大腿骨を採取しRNA-Seq解析を行った。約29000種の遺伝子群から、有意に変動した遺伝子約1900種を検出した。GO解析により発現遺伝子の機能を調査したところ、コラーゲン代謝に関する遺伝子群を同定した。さらにパスウェイ解析で上流の遺伝子を追跡したところ、Mg埋入群ではインディアンヘッジホッグ（IHH）遺伝子を中心としてHAPLIN1、Col2aが活性化していた。さらにMgとの直接的な関連を追跡したところ、Integrinα10β1を介してCol2aの上昇が確認された。
自由記述の分野	骨代謝
研究成果の学術的意義や社会的意義	材料学分野では、新規吸収性骨接合デバイスとしてマグネシウム（Mg）合金の利用が着目されている。またMgは骨形成初期においてカルシウム（Ca）とイオン交換を行うことで骨代謝に関与しているとされているが、生体内での生分解や骨代謝機序は解明されていないことが多い。今回、Mg埋入群で高発現を示したIHH遺伝子は軟骨形成で中心的な役割を担うことが知られているが、Ⅱ型コラーゲンやMgとの関連は報告が少ないため、これらパスウェイを包括的に把握することによりMg関連骨代謝機構の一部を観察できたことは本研究の成果であり、今後同分野の研究に知見を与えることができると考える。