2013 Fiscal Year Annual Research Report
摺動負荷培養モデルによる生体潤滑機能の構築・維持・破綻メカニズムの解明
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23360076
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
澤江 義則 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10284530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 和弘 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70315109)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 細胞・組織 / 関節軟骨 / 潤滑 / 移植・再生医療 / 摩擦 / メカノトランスダクション |
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| Research Abstract |
これまで，組織表面に加わる摺動負荷が軟骨細胞による組織形成を促進する効果について，摺動負荷培養実験により評価してきた．しかし，軟骨組織に対する過度な機械的負荷は，組織や内部の細胞に対し損傷を引き起こし，変形性関節症等の関節疾病の主な症状である組織の退行性変化の引き金になると考えられる．そこで本年度は，培養組織に過大な機械的ひずみを与え，内部に存在する軟骨細胞の生存率に対する影響を実験的に評価した．
ここでは，初年度に導入したレオメータを再生組織モデルに定量的なせん断ひずみを繰り返し負荷しながら培養するための力学負荷培養装置に改造し使用した．アガロース2wt%のゲルに軟骨細胞を初期細胞密度106 cell/mlで播種した外径20mm，内径3mm，厚さ2mmの円筒形再生組織モデルをまず4日間静置培養した後，レオメータに取り付けた平行円盤により10%の圧縮ひずみを与えた上で往復回旋運動により最大25％のせん断ひずみを1Hzで6時間繰り返し負荷しながら2日間培養した．その後さらに2日間静置培養した後，蛍光染色による組織内の細胞について生死判定を行った．この実験では，再生組織モデルの中心から外側に向かってせん断ひずみが線形に増加するため，半径方向に細胞の生存率の分布を計測することで，組織に加わるせん断ひずみ量と細胞生存率の関係を得ることができた．その結果，せん断ひずみ量が10％程度まで増加するにつれ，細胞生存率がそれに比例して減少した．この結果より，組織への過大な機械的ひずみの負荷が，組織内部の細胞死と組織の退行性変化の原因となる可能性が確認された．
再生組織モデルに対する摺動負荷培養実験も継続して実施し，摺動負荷により培養組織内に構造的異方性が生じることを確認した．しかし，細胞外マトリックス産生量および組織の粘弾性特性について，負荷群と対照群の間で統計的有意差を変化を確認できなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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