Mechanism of undifferentiated maintenance immature osteoblasts under microgravity environment

微重力环境下未分化维持未成熟成骨细胞的机制

• 批准号: 21K09944
• 负责人: 半田 慶介
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kanagawa Dental College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09944/
• 关键词: 微小重力環境; 骨芽細胞; スキャフォールド; 3Dプリンター; 再生医療; エクソソーム; 細胞分化

再生医療を実施するためには必要十分量の細胞の確保が重要である。歯槽骨再生のために本研究では前骨芽細胞を用いる計画を立案しているが、細胞採取源である歯槽骨の採取には限界がある。そのため最小量の組織より細胞を採取して未分化性を維持した細胞を大量培養する必要がある。そこで本研究では微小重力環境下で細胞が未分化性を維持することに着目し、3Dスキャフォールド中で培養を試みることとした。本年は昨年度に引き続き3Dプリンターを用いて前骨芽細胞を含んだ３次元スキャフォールドを試みた。適切濃度のコラーゲンを用いて試作スキャフォールドの作成と並行して、微小重力環境におけるマウス前骨芽細胞株とラット頭蓋冠由来前骨芽細胞の挙動の比較を行った。いずれの細胞においても通常培地で培養し微小重力環境下にて３週間の長期培養を行ない、total RNAを回収した。その後通法に従いreal time PCRを実施し骨関連遺伝子群の発現を検討した。その結果、オステリックスおよびRunx２の遺伝子発現が抑制された。また骨芽細胞の後期分化マーカーであるオステオカルシンの遺伝子発現が約６倍減少することが確認された。一方で3Dプリンターを用いたスキャフォールドの開発は、前年度に細胞を配した単相のスキャフォールドに関しては細胞の生存が確認されたが、複数層のコラーゲンゲルのスキャフォールドで培養を行ったところ培地の浸透条件が悪く細胞の生存が確認できなかった。そのため次年度はゲル濃度の最適化を行う予定である。

Regenerative medicine is essential to ensure that a large number of cells are present. This study aims to establish a plan for the use of pre-osteoblast cells in alveolar bone regeneration. A minimum amount of tissue is needed to maintain undifferentiated cells. In this study, we tried to maintain cell differentiation in a microgravity environment. This year, the 3D model was introduced to the bone marrow. A comparative study of the activity of pre-osteoblast cell lines and pre-osteoblast cells in microgravity environment. The cells were cultured in microgravity for 3 weeks and the total RNA recovered. Real time PCR was implemented in the next step of the process, and detection of related gene groups was discussed. The results of the test, the test and the Runx2 test were suppressed. It was confirmed that the development of osteoblasts in the late stage of differentiation was reduced by about 6 times. One side of the 3D screen is used for the development of cells, the previous year is used for the preparation of cells, and the survival of cells is confirmed. The multiple layers of cells are used for the preparation of cells, and the infiltration conditions of cells are confirmed. The optimal concentration of the next year is determined.

项目成果

Correction of large jawbone defect in the mouse using immature osteoblast-like cells and a 3D polylactic acid scaffold.

• DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac151
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: PNAS NEXUS
• 作者: Suzuki, Shigeto;Venkataiah, Venkata Suresh;Yahata, Yoshio;Kitagawa, Akira;Inagaki, Masahiko;Njuguna, Mary M.;Nozawa, Risako;Kakiuchi, Yusuke;Nakano, Masato;Handa, Keisuke;Yamada, Masahiro;Egusa, Hiroshi;Saito, Masahiro
• 通讯作者: Saito, Masahiro

スタンダード生化学・口腔生化学. 第4版

标准生物化学/口腔生物化学第四版。

• 发表时间: 2023
• 作者: 荒川俊哉;池尾 隆;加藤靖正;古株彰一郎;近藤信夫;自見英治郎;鈴木直人;半田慶介;坂東健二郎;平塚浩一編著
• 通讯作者: 平塚浩一編著

Bactericidal Effect of a Novel Alkaline EDTA Root Canal Cleaning Solution.

• DOI: 10.1055/s-0041-1723067
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: European journal of dentistry
• 作者: Sato T;Fujimaki R;Suzuki J;Hamada N;Tani-Ishii N;Handa K
• 通讯作者: Handa K

太陽電池を接続した酸化チタン半導体の殺菌効果と細胞傷害性

连接太阳能电池的氧化钛半导体的杀菌作用和细胞毒性

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤武則;浜田信城;半田慶介
• 通讯作者: 半田慶介

Effects of Jixueteng on Experimental Periodontitis During Orthodontic Tooth Movement in Rats

• DOI: 10.1177/1934578x211002419
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Natural Product Communications
• 影响因子: 1.8
• 作者: T. Katayama;Takenori Sato;N. Hamada;S. Goda;Tetsutaro Yamaguchi;K. Tsukinoki;K. Handa