医工学的解析に基づく生体機械受容システムの分子的基盤と生理学的意義の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22240056
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 成瀬 恵治 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233)
• 研究分担者: 毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413) ; 中村 一文 岡山大学, 岡山大学病院, 講師 (10335630) ; 竹居 孝二 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40322226) ; 山田 浩司 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (80325092) ; 入部 玄太郎 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (90284885) ; 片野坂 友紀 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (60432639)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: メカノセンサー / 機械受容システム / メカノトランスダクション

研究概要

生体内では至るところで、重力・伸展や剪断応力といった物理的な機械刺激が生じている。細胞の機械受容システムを介して伝達されるこのような刺激は、単に生体にとって不利益なストレスではなく、発生過程や臓器機能発現に不可欠な生体情報であることが次第に明らかになってきた。本研究では、独自のメカニカルストレス負荷システムおよび評価系の開発を通して生体での機械受容環境を再現し、生体の巧みなメカニカルストレス応答機構を明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanical stretch increases the proliferation while inhibiting the osteogenic differentiation in dental pulp stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hata M, Naruse K, Ozawa S, Kobayashi Y, Nakamura N, Kojima N, Omi M, Katanosaka Y, Nishikawa T, Naruse K, Tanaka Y, Matsubara T
  • 雑誌名: Tissue. Eng. Part. A 巻: 19 ページ: 625-633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rac1 recruitment to the archipelago structure of the focal adhesion through the fluid membrane as revealed by single-molecule analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata AC, Chen LH, Nagai R, Ishidate F, Chadda R, Miwa Y, Naruse K, Shirai YM, Fujiwara TK, Kusumi A
  • 雑誌名: Cytoskeleton. 巻: 70 ページ: 161-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] A tilting embryo culture system increases the number of high-grade human blastocysts with high implantation competence (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara T, Matsuura K, Kodama T, Sato K, Kikkawa Y, Muneto T, Tanaka J, Naruse K.
  • 雑誌名: Reprod. Biomed. Online 巻: 26 ページ: 260-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Micrococcus luteus biofilm formation in microfluidic environments by pH measurement using an ion-sensitive field-effect transistor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K, Asano Y, Yamada A, Naruse K.Sensors (Basel)
  • 雑誌名: Sensors. 巻: 13 ページ: 2484-2493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanobiology in cardiac physiology and diseases (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Kakimoto Y, Toda K, Naruse K
  • 雑誌名: J. Cell. Mol. Med 巻: 17 ページ: 225-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo real-time observation of Ca^2+ signaling in living bone in response to shear stress applied on the bone surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Y, Sugawara Y, Kamioka H, Kawanabe N, Hayano S, Balam TA, Naruse K, Yamashiro T
  • 雑誌名: Bone. 巻: 53 ページ: 204-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Archipelago architecture of the focal adhesion: membrane molecules freely enter and exit from the focal adhesion zone (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibata AC, Fujiwara TK, Chen L, Suzuki KG, Ishikawa Y, Nemoto YL, Miwa Y, Kalay Z, Chadda R, Naruse K, Kusumi A
  • 雑誌名: Cytoskeleton 巻: 69 ページ: 380-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ imaging of the autonomous intracellular Ca^2+ oscillations of osteoblasts and osteocytes in bone (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Y, Sugawara Y, Kamioka H, Kawanabe N, Kurosaka H, Naruse K, Yamashiro T
  • 雑誌名: Bone 巻: 50 ページ: 842-852
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of sperm velocity by fluid mechanical characteristics of a cyclo-olefin polymer microfluidic sperm-sorting device (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K, Takenami M, Kuroda Y, Hyakutake T, Yanase S, Naruse K
  • 雑誌名: Reprod. Biomed. Online. 巻: 24 ページ: 109-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mechanical stimulation of cells in 3D culture within a self-assembling peptide hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y, Yokoi H, Kaihara K, Naruse K.
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 1044-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microtubule dynamics regulate cyclic stretch-induced cell alignment in human airway smooth muscle cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Morioka M, Parameswaran H, Naruse K,Kondo M, Sokabe M, Hasegawa Y, Suki B, Ito S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e26384
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0026384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of sarcolemmal BK(Ca) channels in stretch-induced extrasystoles in isolated chick hearts (2011)
  • 著者名/発表者名: Iribe G, Jin H, Naruse K
  • 雑誌名: Circ. J 巻: 75 ページ: 2552-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between loose fragment chondrocytes and condyle fibrochondrocytes in cellular proliferation and redifferentiation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takata N, Furumatsu T, Abe N, Naruse K, Ozaki T
  • 雑誌名: J. Orthop. Sci. 巻: 16 ページ: 589-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ischemia-induced angiogenesis is impaired in aminopeptidase A deficient mice via down-regulation of HIF-1α. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubota R, Numaguchi Y, Ishii M, Niwa M, Okumura K, Naruse K, Murohara T
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 402 ページ: 396-401
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-vitro culture with a tilting device in chemically defined media during meiotic maturation and early development improves the quality of blastocysts derived from in-vitro matured and fertilized porcine oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Koike T, Matsuura K, Naruse K, Funahashi H
  • 雑誌名: J. Reprod.Dev. 巻: 56 ページ: 552-557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a microfluidic sperm sorter to the in-vitro fertilization of porcine oocytes reduced the incidence of polyspermic penetration (2010)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Matsuura K, Naruse K, Funahashi H
  • 雑誌名: Theriogenology. 巻: 74 ページ: 863-870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of axial stretch on sarcolemmal BKCa channels in post-hatch chick ventricular myocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: ribe G, Jin H, Kaihara K, Naruse K
  • 雑誌名: Exp. Physiol. 巻: 95 ページ: 699-711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blastocyst quality scoring based on morphologic grading correlates with cell number (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K, Hayashi N, Takiue C, Hirata R, Habara T, Naruse K
  • 雑誌名: Fertil. Steril 巻: 94 ページ: 1135-1137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin cytoskeleton regulates stretch-activated Ca^2+ influx in human pulmonary microvascular endothelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito S, Suki B, Kume H, Numaguchi Y, Ishii M, Iwaki M, Kondo M, Naruse K, Hasegawa Y, Sokabe M
  • 雑誌名: Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol 巻: 43 ページ: 26-34
  • 査読あり
• [学会発表] Conformational change of membrane proteins in response to membrane tension -a coarse grained molecular dynamics simulation study. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Toda K, Saruwatari K, Yokoyama T, Naruse K, Sokabe M
  • 学会等名: BIT's 5th Annual Protein and Peptide Conference
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20120323-25
• [学会発表] Automatic measurement system for biological applications based on pH using ISFET sensor probe. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada A, Mohri S, Nakamura M, Naruse K
  • 学会等名: MHS2010&Micro-Nano Global COE
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20101107-10
• [学会発表] Application of Mechanical Stimuli using a Microfluidic Air Actuating System to Cultured Mammalian Embryos (2010)
  • 著者名/発表者名: Li JC, Matsuura K, Kuroda Y, Funahashi H, Naruse K
  • 学会等名: MHS2010&Micro-Nano Global COE
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20101107-10
• [図書] Use of Silicone Elastomer-Based Microfluidic Devices and Systems in Reproductive Technologies. Advanced Elastomers - Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K, Naruse K
  • 総ページ数: 243-262
  • 出版者: Properties and Applications
• [図書] Stretch-activated BK channel and heart function. Prog. Biophys. Mol. Biol. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Naruse K.
  • 総ページ数: 239-244
• [図書] 第5章アクチュエータが切り拓く医療、福祉:5.1医学、バイオ研究での利用. アクチュエータが未来を造る (2011)
  • 著者名/発表者名: 成瀬恵治
  • 総ページ数: 177-186
  • 出版者: 産業図書(株)出版
• [備考] (1)22年6月21日日本産業新聞「卵細胞培養し不妊治療」
• [備考] (2)22年8月22日山陽新聞「良質受精卵高率で培養」
• [備考] (3)23年8月31日NHK「ためしてガッテン:もみ出し&マッサージホントの実力大検証!」
• [備考] (4)23年12月5日日本経済新聞「細胞培養技術」
• [備考] (5)24年1月25日NHK「ためしてガッテン:30秒で肌が!血管が!冬の若返りストレッチ」
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/med/phy2/
• [産業財産権] 平面パッチクランプ用支持体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 成瀬恵治
  • 権利者名: 国立大学法人岡山大学
  • 産業財産権番号: 特許第4899051 号
  • 取得年月日: 2012-01-13
• [産業財産権] 卵細胞の培養装置 (2012)
  • 発明者名: 成瀬恵治、舟橋弘晃、石田敬雄、松浦宏治、原 鐵晃
  • 権利者名: 国立大学法人岡山大学
  • 産業財産権番号: 特許第5083952 号
  • 取得年月日: 2012-09-14
• [産業財産権] 細胞培養器 (2011)
  • 発明者名: 永井祐介、成瀬恵治
  • 権利者名: 国立大学法人岡山大学、(株)メニコン
  • 産業財産権番号: 特願 2011-099776, PCT/JP2012/061271
  • 出願年月日: 2011-04-26
• [産業財産権] 機械受容(StretchActivated)チャネルの活性化抑制剤 (2011)
  • 発明者名: 成瀬恵治、曽我部正博
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特許第4654432 号
  • 取得年月日: 2011-01-07
• [産業財産権] 高強度ペプチドゲル (クロスリンク法による高強度ペプチドハイドロゲル) (2010)
  • 発明者名: 松浦 宏治、北松 瑞生、黒田 ユカ、永井 祐介、成瀬 恵治
  • 権利者名: 国立大学法人岡山大学、(株)メニコン
  • 産業財産権番号: 特願 2010-287249
  • 出願年月日: 2010-12-24
• [産業財産権] 自己組織化ペプチドおよび高強度ペプチドゲル (2010)
  • 発明者名: 永井祐介、横井秀典、上杉晃司、成瀬恵治
  • 権利者名: 国立大学法人岡山大学、(株)メニコン
  • 産業財産権番号: 特許第4620804 号
  • 取得年月日: 2010-11-05