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2013 年度 実績報告書

咬合力の直接伝達を緩衝する歯根膜組織を有した次世代型歯科インプラントの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24650255
研究機関名古屋大学

研究代表者

森田 康之  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90380534)

キーワード細胞・組織 / 細胞培養 / 増殖・分化 / 間葉系幹細胞 / 機械的伸縮刺激 / 細胞外マトリックス / 再生医学 / 機械材料・材料力学
研究概要

歯根膜組織を有した歯科インプラント開発を長期的最終目標に据え,本申請課題では短期的目標として線維性軟組織のin-vitroでの組織再生のための系統的な分化・組織再生メカニズムの解明を目的とした.初年度は,「1.細胞分化と機械的伸縮ひずみの相関性の解明」および「2.パターニング培養による細胞のたんぱく質発現の制御」を掲げ研究を行ったが,次年度に一部内容を継続することとした.そして当該最終年度は,「3.パターニング培養による高次構造を有する組織再生の試み」と「4.三次元培養による上記技術の高度化」を具体的な目標に掲げ研究を行った.
1,2の研究を継続する中,間葉系幹細胞の分化機構を非一様ひずみ場を用いて定量的に解明する独自のシステムの開発に成功した.その結果,機械的伸縮刺激を用いた間葉系幹細胞の分化制御の研究においてその最適ひずみ量はこれまで不明であったが,タンパク質発現の観点からその最適値が8.0%であることを初めて明らかにした.
3,4の研究として,可分離接触共培養と命名する独自の共培養系を開発した.この共培養系は,これまで直接共培養系で不可能であった,各細胞群が発現するmRNAおよびタンパク質を個別に定量評価することを実現する.さらに,これまでにない細胞間の接触が可能となり,新たな細胞間シグナル伝達を期待することができる.結果として,提案どおり共培養の各細胞群のmRNAおよびタンパク質発現を個別に定量評価することを可能とした.さらには,これまでの共培養系に比べて,間葉系幹細胞の分化が促進されることが判明し,可分離接触共培養系が分化・組織化促進の新たな手法として有効であることを示した.
以上,申請段階で4つの具体的な目標を掲げ,研究を推進してきた.そして,それぞれの項目において重要かつ新規性の高い結果が得られ,最終目標実現のための本申請課題の責務を果たしたと考えられる.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Differences between protein expression and extracellular matrix state on uniaxial stretching for tenogenic differentiation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, S. Suzuki, Y. Ju, and N. Kawase
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics in Medicine and Biology

      巻: 14 ページ: 1450025

    • DOI

      10.1142/S0219519414500250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of tenogenic differentiation in human mesenchymal stem cells by terahertz waves for measurement of the optical property of cellular suspensions2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, K. Azuchi, Y. Ju, S. Suzuki, B. Xu, and S. Yamamoto
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] 間葉系幹細胞の整列伸縮培養による腱細胞への効率的分化促進に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      山村直也, 佐藤俊博, 山本周平, 市岡和馬, 森田康之, 巨陽
    • 雑誌名

      日本機械学会東海学生会第45回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集

      ページ: 152

  • [雑誌論文] In vitro experimental study for the determination of cellular axial strain threshold and preferential axial strain from cell orientation behavior in a non-uniform deformation field2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, S. Watanabe, Y. Ju, and S. Yamamoto.
    • 雑誌名

      Cell Biochemistry and Biophysics

      巻: Vol.67 ページ: 1249-1259

    • DOI

      10.1007/s12013-013-9643-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of optimal cyclic uniaxial stretches for stem cell-to-tenocyte differentiation under a wide range of mechanical stretch conditions by evaluating gene expression and protein synthesis levels2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, S. Watanabe, Y. Ju and B. Xu
    • 雑誌名

      Acta of Bioengineering and Biomechanics

      巻: 15 ページ: 71-79

    • DOI

      10.5277/abb130309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study for the relationship between cell differentiation and mechanical strain using a non-uniform deformation field2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Sato, and Y. Ju
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th ISEM’13

      巻: CD-ROM ページ: No.058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 配向を制御した間葉系幹細胞の伸縮培養による腱細胞への分化および評価に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 鈴木敏, 巨陽
    • 雑誌名

      日本実験力学会講演論文集

      巻: No.13 ページ: 325-326

  • [雑誌論文] 骨髄幹細胞と軟骨細胞の細胞相互間作用による接触共培養系の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山本周平, 森田康之, 巨陽
    • 雑誌名

      日本機械学会2013年度年次大会講演論文集

      巻: CD-ROM ページ: J026013

  • [雑誌論文] 細胞周辺の力学場計測の実現に向けたDVC法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      河瀬直樹, 森田康之, 巨陽
    • 雑誌名

      日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス

      巻: CD-ROM ページ: OS1815

  • [雑誌論文] 細胞外マトリックスの力学場計測の実現に向けたDVC法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 河瀬直樹, 巨陽
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会平成25年第2回応力・ひずみ測定部門講演会資料

      ページ: 1-4

  • [雑誌論文] 再生医療に向けた力学的刺激による間葉系幹細胞の分化制御2013

    • 著者名/発表者名
      巨陽, 森田康之, 徐百耀, 渡邉早智
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 13 ページ: 306-309

  • [学会発表] 間葉系幹細胞の整列伸縮培養による腱細胞への効率的分化促進に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      山村直也, 佐藤俊博, 山本周平, 市岡和馬, 森田康之, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大同大学
    • 年月日
      20140317-20140317
  • [学会発表] 細胞外マトリックスの力学場計測の実現に向けたDVC法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 河瀬直樹, 巨陽
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会平成25年第2回応力・ひずみ測定部門講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20131108-20131108
  • [学会発表] Experimental study for the relationship between cell differentiation and mechanical strain using a non-uniform deformation field2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Sato, and Y. Ju
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (8th ISEM’13-Sendai)
    • 発表場所
      Sendai City War Reconstruction Memorial Hall, Sendai
    • 年月日
      20131103-20131106
  • [学会発表] 細胞周辺の力学場計測の実現に向けたDVC法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      河瀬直樹, 森田康之, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      20131012-20131014
  • [学会発表] 骨髄幹細胞と軟骨細胞の細胞相互間作用による接触共培養系の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山本周平, 森田康之, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130908-20130911
  • [学会発表] 配向を制御した間葉系幹細胞の伸縮培養による腱細胞への分化および評価に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 鈴木敏, 巨陽
    • 学会等名
      日本実験力学会2013年度年次講演会
    • 発表場所
      由利本荘市文化交流館「カダーレ」
    • 年月日
      20130820-20130822

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公開日: 2015-05-28  

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