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2023 年度 実施状況報告書

老化抑制遺伝子欠損マウスの切歯を用いた加齢に伴う硬組織劣化機構の材料学的分析

研究課題

研究課題/領域番号 22K17079
研究機関昭和大学

研究代表者

渡邉 知恵  昭和大学, 歯学部, 助教 (40801519)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード老化硬組織モデル / 加齢
研究実績の概要

本年度は,昨年度から引き続き対象動物であるクロトー遺伝子欠損型(α-Klotho(-/-))マウスを搬入し,切歯象牙質に対して粘弾性挙動の測定および顕微ラマン分光分析を実施した.
粘弾性挙動は,多要素粘弾性モデルに硬組織を近似させる方法(Watanabe et al., Journal of Mechanical Behavior Biomedical Materials, 2024)を用いることで,弾性応答と粘性応答に区別して評価することが可能となった.老化モデルマウスの弾性応答が対照群より低かったことに加えて,主要な粘性応答はコントロールマウスの半分以下であることが明らかになった.このことより老化モデルマウスの硬組織はエネルギー吸収の低下が壊れやすさ(破壊靭性)につながっていることが推察された.
顕微ラマン分光分析では,老化モデルマウスにおいてAGEs(ペントシジン)の増加および石灰化度の低下を認めた.これはエナメル象牙境に近い,つまり生成されてからの時間経過が長い象牙質部分で顕著であり,比較的生成されて新しい歯髄付近の象牙質では有意差を認めなかった.
現在はSHG(第二高調波発生)顕微鏡観察用のサンプル作成まで終了しており,今後はそちらの解析からコラーゲン線維の配向性の違いを観察していく予定である.コラーゲン線維の配向性と機械的特性の低下との関連について明らかにし,学会発表・論文投稿まで目指す.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定通り,老化モデルマウスの象牙質に対して複数の解析が進行している.主な解析であるナノインデンテーションは測定が終了し,おおむね順調に進めることができている.

今後の研究の推進方策

これまでのデータからクロトー遺伝子欠損型マウスでは石灰化不全が疑われており,その仮説の検証を目指す.SHG顕微鏡観察のためのサンプルは作成しており,今後はそちらの解析からコラーゲン線維の配向性の違いを観察していく予定である.さらにこれまで得られた研究結果についてまとめ,学会発表および論文投稿を目指す.

次年度使用額が生じた理由

3月後半に出席し,研究発表を行った国際学会の経費が,次年度に繰り越されたためである.
最終年度は,学会発表および論文投稿にかかる諸経費に用いる予定である.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] The University of Sydney(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      The University of Sydney
  • [雑誌論文] Mechanical insights into jawbone characteristics under chronic kidney disease: A comprehensive nanoindentation approach2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Chie、Zhong Jingxiao、Yamashita Sotaro、Kondo Yusuke、Masaki Chihiro、Hosokawa Ryuji、Shibata Yo
    • 雑誌名

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      巻: 154 ページ: 106506~106506

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2024.106506

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional non-uniformity of periodontal ligaments tunes mechanobiological stimuli across soft- and hard-tissue interfaces2023

    • 著者名/発表者名
      Zhong Jingxiao、Shibata Yo、Wu Chi、Watanabe Chie、Chen Junning、Zheng Keke、Hu Jingrui、Swain Michael V.、Li Qing
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 170 ページ: 240~249

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2023.08.047

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Diabetic Shifts in Jawbone Mechanics: A Molecular and Viscoelastic Exploration2024

    • 著者名/発表者名
      Chie Watanabe, Jingxiao Zhong, Jun Zhou, Yo Shibata
    • 学会等名
      102nd General Session & Exhibition of the IADR
    • 国際学会
  • [学会発表] ストレプトゾトシン誘発糖尿病モデルマウスの下顎骨の機械的特性評価と関与因子の探索2024

    • 著者名/発表者名
      渡邉知恵, Jingxiao Zhong, 柴田 陽
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第133回学術大会
  • [学会発表] 顎骨の機械的特性の評価 ─粘弾性モデルを用いたラット顎骨の理工学的検討─2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉知恵, Jingxiao Zhong, 山下総太郎, 近藤祐介, 正木千尋, 細川隆司, 柴田 陽
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第132回学術大会

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公開日: 2024-12-25  

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