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Reproduction and control of the initial steps of bone marrow formation by using cell membrane nanofragments

使用细胞膜纳米片段再现和控制骨髓形成的初始步骤

基本信息

批准号：
20H04534
负责人：
ハラエミリオ・サトシ
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

骨髄組織中には、すべての血液細胞（白血球、赤血球、血小板）のもとである造血幹細胞とそれを維持する間葉系幹細胞が「幹細胞ニッチ」と呼ばれる特別な微小環境にて存在している。この骨髄および幹細胞ニッチの形成メカニズムを理解することは、造血疾患の新規治療薬開発に必要なドラッグスクリーニングや新規再生治療技術の開発などの新たな展開に繋がるが、その詳細なメカニズムについて不明な点が多く残っている。我々は、これまで、軟骨細胞の膜ナノフラグメントが海綿骨形成の起点となることを報告し、そして、この細胞膜ナノフラグメントが骨髄形成にも関与していると考えた。本研究では、まず骨髄初期形成過程について、生物学的・材料科学的手法を用い、系統的な解析を行うことを目的とした。次に、リバースエンジニアリング的なアプローチにより細胞膜ナノフラグメントを材料として用い、その形成過程をin vitroにて再現することで、骨髄の初期形成メカニズムを再検討し、より深い理解を目指す。これまでに、骨髄初期ステージを同定し、また、軟骨組織に侵入する細胞集団も一部同定した。一方、骨髄初期では、海綿骨のアパタイトクラスターの形態が皮質骨のアパタイトクラスターと比較し、10倍程大きく、全く違う構造を示すことが分かった。次に、リバースエンジニアリング的なアプローチから、細胞膜ナノフラグメントを導電性ポリマーの表面に化学的に結合させ、電位変化により、細胞膜ナノフラグメントの石灰化を制御した。そして、構造解析を行った結果、酸化還元電位により、異なるサイズと形態のアパタイトクラスターが形成されることが明らかとなった。さらに、形成されたアパタイトクラスターの上に間葉系幹細胞を培養し、これらの細胞の骨分化能を検討した。その結果、大きいアパタイトクラスターで培養した間葉系幹細胞は、骨芽細胞にもっと分化していたことが明らかとなった。

In bone tissue, blood cells (white blood cells, red blood cells, platelets) are important for the maintenance of peripheral blood cells in bone tissue. This is the first time to understand that it is necessary to start a new regulation for hematopoietic diseases. new techniques for the treatment of hematopoietic diseases need to be developed. We need to know the starting point of bone formation, cell membrane formation, bone formation, cell membrane formation, bone formation and bone formation. In this study, the process of bone formation in the early stage, the use of biological materials science techniques, systematic analysis and analysis of the purpose of this study. In the second stage, the membrane of the cell membrane was used, the material was used in the process of in vitro formation, the bone was formed in the early stage, and the bone was formed in the early stage. The tissue of bone, bone and bone in the early stage of bone invasion was the same as that in the cell collection of bone cells. One side, the early stage of the bone, the sea bone, the shape, the skin, the bone, the bone, the bone, In the second stage, the combination of the surface chemistry of the electrical alloy, the combination of the surface chemistry of the electrical alloy, the chemical reaction of the cell membrane and the liming of the cell membrane were studied. Analyze and analyze the results of the bank results, acidify the electrical potential of the unit, and analyze the status of the data. The differentiation of bone can be affected by the formation of bone differentiation. The results showed that the cells were cultured, the bone germ cells were differentiated, and the bone buds were differentiated.

项目成果

期刊论文数量（37）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

初期骨髄形成過程における海綿骨微細構造の経時的評価

早期骨髓形成过程中松质骨微结构的时程评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hara ES，穴田理嵯，岡田正弘，松本卓也
通讯作者：
Hara ES，穴田理嵯，岡田正弘，松本卓也

Nanofragment distributions around the initial mineralization area in femur epiphysis大腿骨骨端部の初期鉱化域周辺のナノフラグメント分布

股骨骨骺初始矿化区域周围纳米碎片的分布

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sung P;Hara ES;Okada M;Matsumoto T
通讯作者：
Matsumoto T

Nanostructural analysis of distinct nucleation sites in pathological mineralization

病理矿化中不同成核位点的纳米结构分析

DOI：
10.1039/d1ma00273b
发表时间：
2021
期刊：
Materials Advances
影响因子：
5
作者：
Hara Emilio Satoshi;Oozawa Susumu;Nagaoka Noriyuki;Okada Masahiro;Kasahara Shingo;Matsumoto Takuya
通讯作者：
Matsumoto Takuya

Investigation of calcospherite growth and fusion at the early endochondral ossification area in femur epiphysis

股骨骨骺早期软骨内骨化区钙质球体生长和融合的研究