| 研究課題/領域番号 |
25220912
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中野 貴由 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30243182)
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| 研究分担者 |
松本 卓也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40324793)
山本 雅哉 京都大学, ウィルス・再生医科学研究所, 准教授 (10332735)
石本 卓也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50508835)
當代 光陽 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10610800)
松垣 あいら 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10592529)
藤本 隆士 弓削商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (30332076)
福田 英次 弓削商船高等専門学校, その他部局等, 助教 (30536553)
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| 研究期間 (年度) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| キーワード | 骨配向化 / 学理構築 / 材料工学 / 生物科学 |
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| 研究実績の概要 |
骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー構築を最終目標とし、(1)骨配向化機構解明、(2)骨配向化促進材料の創製、を両輪として研究に取り組んでいる。当初計画を前倒しで研究が進捗したことから、骨がん転移の配向性をターゲットとした研究を今年度より新たにスタートした。具体的には、以下(A)～(E)の5つの大項目について研究を実施した。
(A)遺伝子・分子レベルでの骨配向化機構解明：昨年度までに同定した複数の配向化決定遺伝子に着目し、遺伝子組み換えマウスを作製することで、特定のシグナル伝達経路が骨配向化を制御する可能性を見出した。
(B)in vivo（生体内）応力分布制御や足場材料を用いた新生骨への配向化付与：人為的応力負荷による配向化誘導のための負荷条件の最適化に成功した。
(C)骨系細胞同士の相互作用を制御した材料開発：細胞間情報伝達を可能とする細胞ネットワークの形成に成功し、バイオ3Dプリンタによる骨類似異方性構造の構築手法を確立しつつある。
(D)骨配向化促進材料の生体内での力学的挙動解析と最適化：生体模擬環境下での力学試験による力学的安全性評価法を確立し、金属製骨配向化促進材料の低ヤング率化手法を複数提案した。
(E)in vivo（生体内）がん骨転移モデルによる骨配向性変化の解明：造骨性転移・溶骨性転移の複数のがん骨転移モデルの作製に成功した。材料工学的評価により、がん転移骨の微細構造変化を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
「研究実績の概要」に記述のとおり、今年度（平成28年度）に計画していた以下の項目は、大幅に計画を前倒ししつつ遂行した。特に、今年度より開始したがん骨転移の配向性をターゲットとした研究では、骨の微細構造ががん転移により顕著に配向性低下を示すことを解明したことは極めて意義深く、同時に進めている骨配向化促進材料の創製の加速的進展を可能とした。以下に、代表的な項目ごとの進捗を示す。なお、記号の意味は、◎：当初計画以上に進展、〇：計画通り進展、とする。
(A)遺伝子・分子レベルでの骨配向化機構解明（◎）、(B)in vivo応力分布制御や足場材料を用いた新生骨への配向化付与（◎）、(C)骨系細胞同士の相互作用を制御した材料開発（〇）、(D)骨配向化促進材料の生体内での力学的挙動解析と最適化（〇）
(E)in vivoがん骨転移モデルによる骨配向性変化の解明（◎）
以上より、総合的に「当初の計画以上に進展している（◎）」と自己評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度（平成28年度）に当初計画を上回り研究が進展し、がん転移骨の微細構造変化までも解明に到達したことから、(1)骨配向化機構解明、(2)骨配向化促進材料の創製、両者の成果に基づくマテリアルボーンバイオロジーの学理構築の実現が当初計画を超えて進展したといえる。
次年度（平成29年度）は今年度までの成果を踏まえ、以下の(A)～(E)の５つの大項目について実施し、学理構築を目指した具体的課題を解決する。
(A)遺伝子組み換え動物を用いた骨配向化機構解明、(B)異方化足場材料の3次元化の試みと配向化制御因子との複合化、(C)異方性微細構造と外部刺激に対する応答機能を備えた究極のバイオミミック生体材料の実現、(D)骨配向化促進材料ー生体骨間でのトライボロジー評価、(E)ex vivoがん転移モデルによるがん転移骨配向性制御機構解明
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| 備考 |
受賞16件
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