In vitro変形・損傷場におかれた骨細胞ネットワークの情報伝達メカニズム

体外变形/损伤场中骨细胞网络的信息传递机制

• 批准号: 17760080
• 负责人: 田中 基嗣
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760080/
• 关键词: 骨細胞ネットワーク; 生体組織マトリクス; In vitro変形・損傷場; メカノセンサー; カルシウム応答; 力学刺激定量評価法; アクチンフィラメント; 細胞接着; 細胞間情報伝達

骨基質内に存在する骨細胞は,骨梁に対する力学的負荷にともなって生じる骨基質の変形・損傷場を感知し,ギャップジャンクションにより形成した骨細胞ネットワークにより情報を伝達する働きを持っていると考えられている.しかし,骨細胞の力学的刺激感知・情報伝達メカニズムは明らかになっていないのが現状である.本研究では,まず,単離骨細胞について,力学刺激の定量化手法とその力学刺激応答特性の定量評価を試みた.次に,培養した生体組織マトリクスを用いてin vitroに変形・負荷を与えた際の生体組織マトリクスの変形・損傷場の評価法を確立し,その際の骨細胞ネットワークの生化学的応答特性を評価することを試みた.本年度の成果は以下のように要約される.1)単離骨細胞の生化学的応答特性と情報伝達過程の定量評価骨細胞の力学刺激感知メカニズムを検討するため,ニワトリ胚頭蓋冠より単離した単一の骨細胞について,マイクロビーズを用いた付与力学刺激定量評価法を考案し,局所力学刺激付与部位とカルシウム応答挙動の関連について検討した.その結果,細胞突起部位においては,細胞体部位と比べて高い確率でかつより小さい刺激量によってカルシウム応答が発生することがわかった.これより,骨細胞の力学刺激応答メカニズムにおいては,細胞内のアクチンフィラメント構造の局在による寄与が大きいことが示唆された.2)生体組織マトリクスの変形・損傷場の評価法の確立骨細胞の力学刺激感知メカニズムを明らかにするための第一歩として,細胞膜の免疫抗体染色と画像相関法を組み合わせて,組織内において骨細胞が受ける力学刺激量とそのカルシウム応答を同時に計測・観察可能な実験系を構築した.その結果,骨細胞周囲組織のひずみ,細胞突起および細胞体のひずみを定性的に導出することができた.また,骨細胞がカルシウム応答を発現させる瞬間における骨細胞および周囲組織のひずみ量を求めることができる手法を提案した.

Bone matrix exists in the bone cells, bone beam to respond to the mechanical load, bone matrix shape, damage field perception, formation, bone cell growth, information transmission, maintenance, research. Stimulation perception of bone cell mechanics·information transmission In this study, quantitative methods of mechanical stimulation and quantitative evaluation of mechanical stimulation response characteristics of isolated bone cells were studied. In addition, the biological tissue in vitro was used to evaluate the biochemical response characteristics of bone cells in vitro. This year's results include the following: 1) Quantitative evaluation of biochemical response characteristics and information transmission processes of isolated bone cells; 2) Quantitative evaluation of mechanical stimulation perception of bone cells; 3) Quantitative evaluation of mechanical stimulation of isolated bone cells. The relationship between the mechanical stimulation and the position of the response is discussed. As a result, the cell processes are located in the middle of the cell, and the cell body is located in the middle of the cell. 2) The first step in the process of establishing the mechanosensory perception of bone cells by the method of evaluation of injury field in living tissue is the combination of immunoantibody staining and image correlation method of cell membrane. The mechanical stimulation of bone cells in tissues is measured simultaneously with the measurement and observation of possible structural changes. As a result, bone periosteal tissue, cell processes and cell bodies are qualitatively derived from bone periosteal tissue. The bone cells and the tissues were found to be in a state of flux.

项目成果

Thermal stress-induced fracture of coating layer of galvannealed steel

• DOI: 10.1163/156855405774327948
• 发表时间: 2005-01
• 期刊: Composite Interfaces
• 影响因子: 2.6
• 作者: Shojiro Ochiai;S. Iwamoto;T. Tomida;H. Okuda;Mototsugu Tanaka;M. Hojo

Mode I delamination fatigue properties of interlayer-toughened CF/epoxy laminates

• DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.07.038
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 影响因子: 9.1
• 作者: Hojo, M;Matsuda, S;Murakami, A
• 通讯作者: Murakami, A

Variation of local critical current and its influence on overall current of bent multifilamentary Bi2223/Ag tape

弯曲复丝Bi2223/Ag带局部临界电流变化及其对总电流的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica C : Superconductivity and its applications 445-448
• 作者: Hojo;M.;Nakamura;M.;Tanaka;M.;Adachi;T.;Sugano;M.;Ochiai;S.;Osamura K.;Masaki HOJO;Shojiro OCHIAI
• 通讯作者: Shojiro OCHIAI

Mode I and II interlaminar fracture toughness and fatigue delamination of CF/epoxy laminates with self-same epoxy interleaf

具有相同环氧树脂夹层的 CF/环氧树脂层压板的 I 型和 II 型层间断裂韧性和疲劳分层

• 发表时间: 2006
• 期刊: International Journal of Fatigue 28
• 作者: Hojo;M.;Nakamura;M.;Tanaka;M.;Adachi;T.;Sugano;M.;Ochiai;S.;Osamura K.;Masaki HOJO;Shojiro OCHIAI;Yasuo HIROSE;Thomas HOBBIEBRUNKEN;Bodo Fiedler;Masaki HOJO
• 通讯作者: Masaki HOJO

Influence of Non-uniform Fiber Arrangement on Tensile Fracture Behavior of Unidirectional Fiber/epoxy Model Composites

纤维不均匀排列对单向纤维/环氧树脂模型复合材料拉伸断裂行为的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Composite Interfaces 12・3-4
• 作者: Hobbiebrunken;T.;Hojo;M.;Adachi;T.;Jong;C.D.;Fiedler;B.;Masaki HOJO;Masaki HOJO;Shojiro OCHIAI;Thomas HOBBIEBRUNKEN;Mototsugu TANAKA
• 通讯作者: Mototsugu TANAKA