生骨組織中での骨細胞の機械的刺激応答能の検討

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平成14年度の研究により共焦点レーザー顕微鏡を用いて骨組織中の生きた骨細胞を蛍光的に可視化できることを確認した。また、同様の方法を用いれば細胞内カルシウムインディケーターであるFluo3を骨組織中の骨細胞に取り込まし、細胞内カルシウムの動態を観察することが可能であると思われた。平成15年度は、まず、骨系細胞の力学的負荷による細胞内カルシウムの動態を検討するために、骨細胞、骨芽細胞、ライニング細胞を骨組織より取り出し培養し、流体剪断応力を負荷してこれらの細胞の細胞内カルシウムの変化を追跡した。これにより、骨系細胞の細胞カルシウムの濃度、オシレーションの頻度などの基礎的な細胞内カルシウムの動態を得た。その結果、骨細胞、骨芽細胞、ライニング細胞は、ともに流体剪断応力に応答することが明らかになったが、予想に反して骨細胞のカルシウム応答能は、他の細胞に比べて非常に低いことがわかった。細胞内カルシウムの変動は各群で有意差を生じなかった。これらの結果から、in vitroでの骨細胞は機械的応答能が低いことが予測された。また、生骨への機械的負荷は現在負荷装置を開発中であり、今後詳細な情報は得られるものと考えられている。得られた結果と今回のin vitroの結果を比較することにより、骨細胞のまわりの環境が細胞の機械的応答能に影響をあたえるかどうかを検討することができる。