IRUCAA@TDC : 【研究成果報告】コア研究部門

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Title

【研究成果報告】コア研究部門

Journal

歯科学報, 120(3): 267-275

URL

http://hdl.handle.net/10130/5226

Right

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① 口腔感染制御部門 主任櫻井敦朗１．研究課題疾患発症リスクの低い口腔内細菌叢の探索と育成２．研究の概要生涯にわたって口腔疾患の発生リスクの低い状態を維持するためには，小児期に適切な食習慣や生活習慣を通じ，正しい口腔内細菌叢を構築するための環境作りをすることが，健全な顎口腔機能の育成に重要であると考えられる。しかし，小児の食習慣や生活様式がどのようにバイオフィルムの状態，本来あるべき口腔の細菌叢を変化させ，どのように細菌由来の病原因子の発現変化をもたらすかについてはほとんど明らかでない。本研究では，口腔内細菌叢の形成過程にある小児を対象に，口腔内試料を採取して口腔内細菌叢に関するデータを取得する。また，食習慣や生活習慣によってどのように影響を受けるのかを明らかにする。齲をはじめとして口腔疾患の発症リスクが高い小児に対してどのようなアプローチを行えば，口腔内細菌叢の健全化が計れるのかについても検討を加えたいと考えている。３．取組状況 2019年度は，被験者の選定および試料の採取，細菌由来ゲノムおよび RNA の抽出，次世代シーケンサーを用いた口腔内細菌叢解析を中心に行う予定としている。これまでに齲経験のない小児および重度の齲経験のある小児それぞれの群について継続的に試料を採取し，細菌由来ゲノムの抽出を行っている。また，数名の試料については，概ね３歳までの口腔内細菌叢形成過程の解析を行った。４．成果齲経験のない健常な小児の口腔内細菌叢形成過程について，日本小児歯科学会において学会発表を行った。また，齲経験のない小児および重度の齲経験のある小児の歯面バイオフィルム中の口腔内細菌叢の差異について解析した結果を学術誌に投稿中である。【関連業績】＊当該年度のものに限ります。雑誌論文

１．Homma H, Miyashima−Okada M, Nakauchi A, Osawa E, Nagai N, Sakurai A, Shintani S． Treatment of child with four lost maxillary in-cisors due to traffic injury − Case report, Bull Tokyo Dent Coll, 60⑶：211−220， 2019．総説・解説１．櫻井敦朗「臨床の疑問に答える安心・納得の歯科局所麻酔ガイドブック，こんなとき，どうする？小児への対応小児への注射薬（表面麻酔薬）の選択と使用量とは？」日本歯科評論増刊，42 −43，2019．２．櫻井敦朗「臨床の疑問に答える安心・納得の歯科局所麻酔ガイドブック，こんなとき，どうする？小児への対応小児への麻酔手技において注意すべき点とは？」日本歯科評論増刊，44−45， 2019．３．櫻井敦朗「臨床の疑問に答える安心・納得の歯科局所麻酔ガイドブック，こんなとき，どうする？小児への対応小児の咬傷は予防できますか？」日本歯科評論増刊，46−47，2019．図書１．本間宏実，櫻井敦朗，新谷誠康（分担執筆）「02 齲に対する処置，かかりつけ歯科医のための小児歯科ガイドブック」88−112，2019. 学会発表１．櫻井敦朗，新井敬，本間宏実，太田大聖，永井宜子，新谷誠康「低年齢児と保護者の口腔内細菌叢の類似性」第34回日本小児歯科学会関東地方会大会，2019 年９月16日，東京関東地方会抄録集，52，2019. ２．内田博之，松浦信幸，関戸達哉，菊田高行，新井曄子，白井弘三，戸坂清二，丸山清孝，桜井真理，横田達哉，時田英紀，櫻井敦朗，今井

コア研究部門

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裕樹，新谷誠康，一戸達也「当診療所における医療連携フレックスオープンシステムの取り組み」第36回日本障害者歯科学会，2019年11月24日，岐阜障害者歯科，40⑶：392，2019． ② 象牙質再生部門 主任木村麻記１．研究課題細胞内シグナリングによる象牙質石灰化機構２．研究の概要象牙芽細胞は象牙質形成細胞であり，生涯にわたる生理的な象牙質と生体内外からの刺激に伴う第３象牙質を形成する。第３象牙質形成は，歯の硬組織疾患による１)象牙質表面への外的刺激による反応象牙質形成と，２)象牙芽細胞死(細胞障害)によって歯髄幹細胞から象牙芽細胞が分化誘導されて生じる修復象牙質形成に分けることができる。我々は機械刺激感受性センサータンパク質活性化で増加した細胞内 Ca2+ が象牙芽細胞膜に存在する Ca2+ 排出系 (Na+ −Ca2+ 交換体)により石灰化前線に排出されることで反応象牙質が形成されることを報告してきた。加えて，象牙芽細胞内 Ca2+ シグナルは細胞内 cAMP によって調節される可能性も示唆している。しかしながら，cAMP 誘発性 Ca2+ シグナルの反応象牙質形成に対する作用，cAMP 誘発性 Ca2+ シグナルと Ca2+ 排出系の機能連関は不明である。一方，遺伝子改変マウスで象牙芽細胞を死滅させると，象牙芽細胞が｢再生｣した後に新たな象牙質( 修復象牙質）形成が生じるが(溝口ら，私信)，象牙芽細胞分化マスター因子は未だ特定されていない。そこで，本研究は，１)象牙芽細胞における詳細な細胞内 cAMP シグナル経路と細胞機能に対する役割，２)plasma membrane Ca2+ ATPase(PMCA)・細胞内 cAMP および cAMP 誘発性 Ca2+ シグナルのカップリング機構，３)象牙芽細胞分化マスター因子を明らかにすることで，反応・修復象牙質を再生する新規象牙質形成促進剤の創薬基盤を確立することである。３．取組状況１）象牙芽細胞 cAMP シグナルの検討ヒト培養象牙芽細胞（HOB）を用いて細胞内 cAMP レベルと細胞内遊離 Ca2+ 濃度の測定を行い，アデニル酸シクラーゼ・Gs タンパク質共役型受容体活性化による象牙芽細胞内 cAMP シグナルおよび cAMP 誘発性 Ca2+ シグナルを検討した。２）PMCA の発現の検討

HOB に発現する PMCA のサブタイプを，real-time reverse transcription polymerase chain reac-tion 法により明らかにした。ラット急性単離象牙芽細胞において，低浸透圧刺激により増加した細胞内 Ca2+ の排出に対する PMCA の関与を細胞内遊離 Ca2+ 濃度測定を用いて検討した。３）重炭酸イオン排出系の検討パッチクランプ法を用いた重炭酸イオン電流の測定法を確立中である。この研究課題については実験を担当した者が退学（戸田大学院生）したことで一時滞っていたが，2019年12月から再始動している。４）象牙芽細胞分化マスター因子の検討象牙芽細胞を死滅させることができる遺伝子改変マウスを用いて，象牙芽細胞分化マスター因子の同定を行っている。加えて，象牙質疼痛の発生メカニズムを本マウスを用いて検討している。４．成果１）象牙芽細胞 cAMP シグナルの検討 HOB を用いて細胞内 cAMP レベルを測定した。細胞外 Ca2+ 存在下において，アデニル酸シクラーゼを活性化する forskolin(FSK)を投与すると細胞内 cAMP レベルは濃度依存性に増加した。その増加はアデニル酸シクラーゼ抑制薬である SQ22536 の投与で有意に抑制された。細胞外 Ca2+ 存在下において，Gs タンパク質共役型受容体アゴニストである isoproterenol(ISO)を投与すると FSK 投与時と同様，濃度依存性に細胞内 cAMP レベルが増加した。その増加は SQ22536により抑制された。 HOB において細胞内 cAMP レベルと細胞内遊離 Ca2+ 濃度の同時測定を行った。細胞外 Ca2+ 存在下で，FSK または ISO の投与により細胞内 cAMP レベルは増加した。その増加は，細胞外 Ca2+_非存在下においても変化しなかった。一方，細胞外 Ca2+

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存在下で FSK または ISO を投与すると細胞内遊離 Ca2+ 濃度は増加したが，細胞外 Ca2+ 非存在下では増加しなかった。このことからアデニル酸シクラーゼの活性化と Gs タンパク質共役型受容体の活性化は象牙芽細胞において細胞外からの Ca2+ 流入を誘発することが示された。 FSK 誘発性 Ca2+_{流入は TRPV１チャネルアンタ} ゴニストである capsazepine と機械感受性チャネルアンタゴニストである GsMTx４の投与で抑制されなかった。２）PMCA の発現の検討

HOB を用いて real−time reverse transcription polymerase chain reaction 法を行った。その結果, 象牙芽細胞において PMCA１，３，４が多く発現しており PMCA２の発現は少ないことが示された。ラット急性単離象牙芽細胞に膜伸展を誘発する低浸透圧刺激を加えると細胞内遊離 Ca2 濃度が増加した。その増加した Ca2+ の排泄率は非選択的 PMCA 抑制薬である carboxyeosin の投与で有意に減少した。３）重炭酸イオン排出系の検討パッチクランプ法を用いた重炭酸イオン電流の測定法を確立中である。４）象牙芽細胞分化マスター因子の検討象牙芽細胞を死滅させることができる遺伝子改変マウスを用いて，象牙芽細胞分化マスター因子の同定を行っている。加えて，象牙質疼痛の発生メカニズムを本マウスを用いて検討している。【関連業績】＊当該年度のものに限ります。雑誌論文

１. Muramatsu T, Kashiwagi S, Ishizuka H, Mat-suura Y, Furusawa M, Kimura M, Shibukawa Y.

Alkaline extracellular conditions promote the proliferation and mineralization of a human cementoblast cell line, Int Endod J. 52⑸：639 −645, 2019．doi : 10.1111/iej.13044．

２. Higashikawa A, Kimura M, Shimada Y, Oh-yama S, Ofusa W, Tazaki M, Shibukawa Y． Merkel Cells Release Glutamate Following Mechanical Stimulation : Implication of

Gluta-mate in the Merkel Cell−Neurite Complex Front Cell Neurosci, 13 : Article 255, 2019． doi : 10.3389/fncel.2019.00255．３．木村麻記，東川明日香，村松敬，石原和幸，齋藤淳，国分栄仁，柴山和子，菊池有一郎，櫻井敦朗，喜田大智，大野建州，澁川義幸歯学の進歩・現状「顎骨疾患プロジェクトからの情報発信」８．細胞膜タンパク質を標的とする石灰化機構の解明と応用歯科学報, 119 : 301−306, 2019．

４．Satou R, Shibukawa Y, Kimura M, Sugihara N.

Light Conditions Affect Rhythmic Expression of Aquaporin ５ and Anoctamin １ in Rat． Submandibular Glands, HELIYON, in Press, 2019．５．村松敬，木村麻記，東川明日香，大野建州，菊池有一郎，喜田大智，国分栄仁，柴山和子，櫻井敦朗，澁川義幸，齋藤淳，石原和幸歯学の進歩・現状「顎骨疾患プロジェクトからの情報発信」９.根尖部歯周組織の病態生物学,歯科学報,119 ：365−370, 2019．

６. Tanaka A, Shibukawa Y, Yamamoto M, Abe S, Yamamoto H, Shintani S．

Developmental studies on the acquisition of perception conducting pathways via TRP channels in rat molar odontoblasts using im-munohistochemistry and RT-qPCR．

Anat Sci Int. 2019. Dec 17. doi : 10.1007/s 12565−019−00517−y．総説・解説論文１．溝口利英「硬組織維持に働く幹細胞の新たな研究手法と最近の知見」日本歯科医師会雑誌，72⑻ : 17−25，2019．２．澁川義幸「自然界の観察から始まる歯科医学：古代バビロニアから現代までの歯痛治療の変遷」歯科学報，119，2019．

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図書１．澁川義幸「口腔顎顔面痛の神経生理，In : 口腔外科のレベルアップ＆ヒント(片倉朗編著)」デンタルダイヤモンド社，2019，pp.48-49．学会発表招待講演・シンポジウム１．Shibukawa Y．(シンポジウム）

Intercellular Communication Between Odon-toblast and Neuron Explains Sensory

Transduction Mechanism for Dentinal Sensi-tivity

Symposium, Neural and Non-neuronal Cell Communication in Homeostasis and Disease : 97th General session & exhibition of the IADR , June 19-22,2019, Vancouver, Canada． 97th General session & exhibition of the IADR Program book 230, 2019．２．澁川義幸(シンポジウム）歯内療法における痛みの分子細胞基盤メインシンポジウムⅡ「歯内療法後の難治性疼痛をどうするか」第24回日本口腔顔面痛学会学術大会，2019年９月29日（日)，川崎市３．溝口利英(招待講演）「歯と骨の幹細胞の話」インプラント研究会，2019年10月６日，東京都 (住友化学株式会社参宮寮）４．溝口利英（招待講演）アップデートシンポジウム４, 象牙芽細胞・骨芽細胞の cell differentiation アップデート「間葉系幹細胞が司る硬組織維持機構の解析」第61回歯科基礎医学会学術大会，2019年10月12 日，東京都千代田区第61回歯科基礎医学会学術大会プログラム抄録集，92，2019．５．溝口利英(招待講演）

In vivo Dynamics of Mesenchymal Stem Cells Maintaining Hard Tissue Homeostasis． Japan Bone Academy 2019．

2019年12月14日，東京(シェラトン都ホテル東京)

一般公演

１. Kimura M, Higashikawa A, Ohyama S, Ofusa W, Kuroda H, Mochizuki H, Ando M, Kono K, Shibukawa Y．

Intracellular cAMP increase evokes Ca2+ in-flux in odontoblasts．

97th General Session & Exhibition of the In-ternational Association for Dental Research, June 19−22th, 2019, Vancouver, Canada． 97th General Session & Exhibition of the IADR Program book, 173．

２．Inoue H, Kuroda H, Ishikawa N, Ofusa W, Ohyama S, Nagai S, Kamata S, Higashikawa A , Kimura M, Shibukawa Y, Ichinohe T． Impact of pannexin−１ channel to Bz−ATP induced inward current．

３．Kamata S, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Yamashita S．

Voltage−dependent ionic channels in human cementoblast．

97th General Session & Exhibition of the In-ternational Association for Dental Research, June 19-22th, 2019, Vancouver, Canada． 97th General Session & Exhibition of the IADR Program book, 226．

４．Higashikawa A, Kimura M, Shimada M, Ofusa W, Ohyama S, Ando M, Kono K, Mochi-zuki H, Shibukawa Y．

Stretch-activated ionic channels in rat trigemi-nal ganglion neurons．

５．井上博之，黒田英孝，大山定男，石崎元樹，松永真由美，矢崎龍彦，東川明日香，木村麻

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記，澁川義幸，一戸達也三叉神経節ニューロンにおける炎症と疼痛に関与する P２X 受容体の生理学的特性第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ，2019年７月５−６日，釧路市釧路ニューロサイエンスワークショップ抄録集，P31．６．石崎元樹，松永真由美，矢崎龍彦，井上博之，戸田はる菜，東川明日香，木村麻記，黒田英孝，澁川義幸，一戸達也ラット扁平上皮癌の機械感受性イオンチャネル第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ，2019年７月５−６日，釧路市釧路ニューロサイエンスワークショップ抄録集，P32．７．大山定男，木村麻記，東川明日香，澁川義幸モデルラットを用いた象牙痛発生メカニズムの解析第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ，2019年７月５−６日，釧路市釧路ニューロサイエンスワークショップ抄録集，P30．８．松永真由美，木村麻記，戸田はる菜，石元樹，矢龍彦，大山定男，大房航，井上博之，東川明日香，澁川義幸，一戸達也ヒト象牙芽細胞の機械刺激は細胞内遊離 Ca2＋濃度を増加する第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ，2019年７月５−６日，釧路市釧路ニューロサイエンスワークショップ抄録集，P33．９．矢龍彦，大山定男，大房航，戸田はる菜，石元樹，松永真由美，井上博之，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也三叉神経節ニューロンの機械刺激誘発性細胞間コミュニケーション第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ，2019年７月５−６日，釧路市釧路ニューロサイエンスワークショップ抄録集，P34． 10．黒田英孝，井上博之，東川明日香，木村麻記，石川昂，城戸幹太，半田俊之，今泉うの，澁川義幸，一戸達也三叉神経節ニューロンにおける Panexin−１チャネルを介した P２X７−P２X４受容体の機能連関第24回日本口腔顔面痛学会学術大会，2019年９月27日−29日，川崎市 11．木村麻記，東川明日香，戸田はる菜，大山定男，大房航，澁川義幸象牙芽細胞におけるアルカリ刺激受容機構． High pH−sensitive intracellular Ca2+

signaling pathway in odontoblasts．

第61回歯科基礎医学会学術大会，2019年10月12 日−14日，東京都千代田区

Journal of Oral Bioscience Supplement, 97， 2019．

12．大山定男, 人見涼露, 東川明日香, 大房航, 戸田はる菜，黒田英孝，木村麻記，小野堅太郎，澁川義幸

象牙質痛メカニズムの解析 : in vivo study． In vivo study underlying the generation mechanism of dentinal pain．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 359， 2019． 13．松永真由美，木村麻記，戸田はる菜，大山定男，大房航，東川明日香，澁川義幸，一戸達也ヒト象牙芽細胞における機械刺激誘発性細胞内遊離 Ca2+ 濃度増加．

Mechanical stimulation-induced intracellular free Ca2+

concentration increase in human odontoblast．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 214， 2019．

14．東川明日香，木村麻記，戸田はる菜，嶋田みゆき，大房航，大山定男，河野恭祐，望月浩之，澁川義幸

三叉神経節ニューロンの機械刺激感受性 Stretch-activated ionic channels in rat

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trigemi-nal ganglion neurons．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 358， 2019． 15．矢崎龍彦，大山定男，大房航，戸田はる菜，黒田英孝，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也三叉神経節ニューロンの機械刺激誘発性細胞間コミュニケーション

Mechanical stimulation-induced intercellular communication of trigeminal ganglion neu-rons．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 222, 2019． 16．井上博之，黒田英孝，石川昂，大山定男，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也ラット三叉神経節ニューロンにおける P２X７受容体−pannexin−１チャネル−P２X４受容体相互作用の電気生理学的機能検索

P２X７ receptor- pannexin− １− P２X４ re-ceptor interaction in rat trigeminal ganglion neurons : electrophysiological study．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 219, 2019．

17．石崎元樹，大山定男，大房航，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也

ラット扁平上皮癌細胞の機械感受性イオンチャネル

Mechanosensitive characteristics of rat squamous cell carcinoma cells．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 220, 2019． 18．鎌田聡仁，東川明日香，木村麻記，井上博之，大山定男，大房航，澁川義幸，山下秀一郎セメント芽細胞における Ca2+ 活性化 K+ チャネル発現 Expression of Ca2+ −activatedK+ channels in human cementoblast．第61回歯科基礎医学会学術大会，2019年10月12 日−14日，東京都千代田区

Journal of Oral Bioscience Supplement, 208, 2019．

19．永井佐代子，戸田はる菜，大山定男，大房航, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 片倉朗骨芽細胞の機械感受性イオンチャネル発現 Expression of mechanosensitive ion channel in osteoblasts．

Journal of Oral Bioscience Supplement, 404, 2019． 20．Shakehin Nazmus，細矢明宏，建部廣明，溝口利英，吉羽永子，吉羽邦彦，中村浩彰, HASAN Md Riasat，入江一元 Gli１陽性歯根膜細胞は幹細胞特性を有し，歯槽骨再生に寄与する第61回歯科基礎医学会学術大会 2019年10月12 日−14日，東京都千代田区第61回歯科基礎医学会学術大会プログラム集, 123，02−09，2019． 21．趙麗娟，荒井敦，宇田川信之，細矢明宏，岡部幸司，進正史，李憲起，小林泰浩，高橋直之，溝口利英象牙芽細胞の枯渇は象牙質形成を誘導する第61回歯科基礎医学会学術大会 2019年10月12 日−14日，東京都千代田区第61回歯科基礎医学会学術大会プログラム集, 171，03−02，2019． 22．西田大輔，荒井敦，宇田川信之，中村美どり，堀部寛治，小林泰浩，高橋直之，溝口利英破歯／破骨細胞形成を負に制御する歯髄環境の解析第61回歯科基礎医学会学術大会 2019年10月12 日−14日，東京都千代田区第61回歯科基礎医学会学術大会プログラム集, 172，03−03，2019．

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23．進正史，森志穂美，溝口利英，岡本富士雄，鍛治屋浩，荒井敦，宇田川信之，岡部幸司チャネルキナーゼ TRPM７の骨格形成における発現と軟骨形成制御第37回日本骨代謝学会学術集会,2019年 10月 12 −14日，神戸市第37回日本骨代謝学会学術集会プログラム抄録集, 218, O-141, 2019．

24．Kimura M, Higashikawa A, Toda H, Oh-yama S, Ofusa W, Kuroda H, Mochizuki H, Kono K, Shibukawa Y．

Plasma membrane Ca2+

−ATPase participates in dentinogenesis．

The ４th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Re-search, November 28−30th, 2019, Brisbane, Australia．

25. Ohyama S, Hitomi S, Higashikawa A, Ofusa W, Mochiduki H, Andou M, Kono K, Kuroda H, Kimura M, Ono K, Sibukawa Y．

Neurotransmission between odontoblasts and pulpal neurons generates dentinal sensitivity : in Vivo study．

The ４th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Re-search, November 28−30th, 2019, Brisbane, Australia．

26．溝口利英

象牙芽細胞の枯渇は象牙芽細胞の分化と石灰化を誘導する

第４回 Skeletal Science Retreat，2019年 11 月 15−６日，北海道北広島市 27．鎌田聡仁，東川明日香，木村麻記，大山定男，大房航，戸田はるな，澁川義幸，山下秀一郎 Expression of Ca2+ activated K+ Channels in Human Cementoblast．第97回日本生理学会大会, 2020年３月 17日−19 日，別府市(発表予定） 28．大山定男, 人見涼露, 東川明日香, 大房航, 戸田はる菜，ウバイダスソブハン，木村麻記，溝口利英，小野堅太郎，澁川義幸

Neural communication between odontoblasts and pulpal neurons in dentinal pain．

第97回日本生理学会大会，2020年３月 17日− 19日，別府市(発表予定）

29．永井佐代子，戸田はる菜，大山定男，大房航, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 片倉朗 Expression of mechanosensitive ion channel in osteoblast．第97回日本生理学会大会，2020年３月17日−19 日，別府市(発表予定） 30．矢崎龍彦，大山定男，大房航，戸田はる菜，黒田英孝，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也

Mechanical stimulation-induced intercellular communication among trigeminal ganglion neurons. 第97回日本生理学会大会，2020年３月17日−19 日，別府市（発表予定） 31．松永真由美，木村麻記，戸田はる菜，大山定男，大房航，東川明日香，澁川義幸，一戸達也

Mechanical stimulation−induced intracellular cAMP−and Ca2+

−signaling in human odon-toblast．第97回日本生理学会大会，2020年３月17日-19 日，別府市(発表予定） ③ 生体医工学部門 主任北村啓１．研究課題組織の構造形成に関する形態学的・工学的手法を用いた新たな研究２．研究の概要現在，再生医療に関する基礎研究は細胞・足場・転写因子の３つの柱を中心に行われている。しかし，これらが成形する組織や器官の３次元的な構造の形成過程や，細胞外基質の配向については，どのような因子が関与し，規定しているのか不明であ

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る。また，形態を完成させた組織であっても力学的な環境の中でどのように生体応答を行っているのかについては未だ解決されていない点がある。そこで，生体医工学研究部門では，３次元的な組織形態の解析，生体力学解析，材料工学的解析の３点を主軸に研究を遂行する。上記の研究を行うことにより，組織形態の立体的な構造特性についての理解を深め，力学的環境下でそれらの組織がどのように生体応答を行っているかを解明する。さらに，得られた知見をもとに臨床応用に向けたファブリケーション技術開発を目指す。３．取組状況１）３次元的な組織形態の解析近年，生化学／分子生物学的な研究により，細胞の再生機能の一端が解明されつつある。しかしながら，その集合体である組織・器官を自在に成形するには至っておらず，生体内での３次元的なモデリング機構の解明が必要である。そのため，胎生期における骨／軟骨の経時的な成長過程を組織学的手法で観察し，得られたデータを３次元立体構築し可視化する。この結果から正常発生の組織形状をつかさどる因子を特定する。さらに，その要因を排除した実験モデルを作製して同様の実験を行い，形態的な骨／軟骨形成能の低下を評価する。２）生体力学的研究運動器は生体の力学的環境を構築する。運動器とは筋・骨とそれらをつなぐ腱により構成されており，近年の超高齢社会に伴った運動器疾患は注目を集めているトピックの１つである。しかし，様々な要因により起こる力学的環境の変化に対して運動器がどのように生体応答を行っているかについては未だ不明な点が多く，これらを解決する必要がある。そのため，メカニカルストレスを緩衝する筋付着部の骨組織に着目し，骨形態計測，微小領域エックス線回折法を用いた生体アパタイト(BAp)結晶配向性解析，SHG イメージングを用いたコラーゲン線維の走行異方性を検索し，骨基質に関する解析を行う。さらにメカニカルストレスの変化による骨細胞動態を立体的な骨細管のネットワークやマイクロクラックを観察することにより解析する。また，同様の硬組織である歯牙にも焦点を置き，外界と接した環境にある歯牙の表面性状の変化，処置後の歯周組織の治癒動態についても検索を行う。３）材料工学研究顎骨疾患により骨の恒常性は失われ，その構造特性は変化する。また，顎骨疾患の治療にはプレートやインプラントといった材料を用いて口腔機能の改善を図るが，これらを包括して顎骨疾患を制御するためには，材料工学と医歯薬学のコラボレーションが重要な課題となっている。そこで，バイオマテリアル開発として材料の安全性に関係する腐食試験や溶出試験，生体適合性に関与する表面分析，表面改質を行うとともに，生体力学的なアプローチにより骨量や骨質を改善する治療法開発を行う。さらに，デジタルファブリケーション技術を応用し，顎顔面口腔領域の手術支援および，形状データを基にした歯科治療支援のための技術を開発する。４．成果３次元的な組織形態の解析では，µCT や MRI においても識別の難しい胎生期の軟骨骨格の立体化に成功しており，これの形態計測を遂行している。さらに，軟骨を形成する細胞が持つ転写因子『SOX ９と軟骨に特異的な細胞外マトリックスである Ⅱ 型コラーゲン』に着目し，軟骨表層における軟骨膜の形成過程とそこに存在する多分化能を有した未分化間葉細胞の局在について検索している。生体力学的研究では，筋付着部における骨組織の生体アパタイト(BAp)結晶配向性と機械的性質の指標となるヤング率の相関関係が明らかとなった。また，動物実験を通じて，成長発育や病的骨，インプラント周囲骨の骨局所の構造特性の分析を行っている。材料工学研究では，工学とのコラボレーションの成果として，付加製造した義歯床やクラスプの精度について分析を行っている。【関連業績】＊当該年度のものに限ります。学会発表１．北村啓，小高研人，石川昂，松永智，笠原正彰，笠原典夫，山田雅司，山本仁胎生期喉頭軟骨における成長過程の３次元的解析第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月１日，福岡県久留米市２．笠原典夫，小高研人，北村啓，笠原正彰，山田雅司，松永智，橋本正次

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カピバラ大腿骨における微細構造の解析第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月２日，福岡県久留米市３．松永智，小髙研人，笠原典夫，笠原正彰，北村啓，山田雅司，阿部伸一歯科インプラント周囲に新生されたオステオンの構造特性第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月２日，福岡県久留米市４．小高研人，松永智，北村啓，笠原正彰，笠原典夫，山田雅司，阿部伸一歯科インプラント周囲顎骨における生体アパタイト結晶配向性の３次元的検討第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月２日，福岡県久留米市５．笠原正彰，松永智，染谷智子，北村啓，小髙研人，笠原典夫，山田雅司，服部雅之微小領域エックス線回折法によるヒト筋突起腱付着部のミクロ/ナノ構造特性第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月２日，福岡県久留米市６．山田雅司，松永智，小髙研人，笠原正彰，北村啓，笠原典夫，鈴木穗，田宮資己，佐古亮，古澤成博外傷由来の外部吸収に歯根端切除術を行なった一症例第46回日本臨床バイオメカニクス学会，2019年 11月１日，福岡県久留米市７．江口貴子，佐藤涼一，見明康雄，杉原直樹酸症起因酸によるフッ化物歯面塗布後象牙質の耐酸性比較第14回日本歯科衛生学会，2019年９月14日，愛知県

IRUCAA@TDC : 【研究成果報告】 コア研究部門