老化抑制遺伝子欠損マウスの切歯を用いた加齢に伴う硬組織劣化機構の材料学的分析

利用衰老抑制基因缺陷小鼠门牙进行与年龄相关的硬组织退化机制的材料分析

• 批准号: 22K17079
• 负责人: 渡邉 知恵
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Showa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17079/
• 关键词: 老化硬組織モデル; 加齢; 象牙質; 材料特性

本研究では，老化抑制遺伝子であるクロトー遺伝子欠損型マウスの切歯象牙質を老化硬組織モデルとして，加齢に伴う硬組織の劣化を材料工学的に評価する．ナノインデンテーションを含む先端工学技術を応用し，硬組織の分子構造・機械的特性（材料特性）を数値化する．最終的には，骨の質的改善を目的とした新たな創薬を促進するベースラインデータの提供を目指している．初年次となる本年度は，動物実験委員会および遺伝子組み換え委員会の承認を得た後，対象動物であるクロトー遺伝子欠損型（α-klotho(-/-)；老化モデル）マウスを搬入し，計測サンプルの製作および測定・解析を行った．ナノインデンテーション試験による機械的特性評価では，老化モデルマウスのエナメル象牙境に近接する象牙質の弾性係数および弾塑性変曲点がコントロールである健常マウスと比較して有意に低い結果を示した．象牙質は歯髄最外層に位置する象牙牙細胞から形成されるため，老化モデルマウスでは加齢に伴い象牙質の性質が変化したことが示され，これは老化による質的劣化の影響によるものと考えられた．その結果については，第81回日本歯科理工学会学術講演会にて発表を行い，クラレノリタケデンタル株式会社の企業賞を受賞した．現在は粘弾性挙動や顕微ラマン分光分析を含めた解析をまとめており，そちらに関しても結果を発表していく方針である．また，令和5年度も老化モデルマウスの搬入が予定されており，サンプルを増やし機械的特性の低下の原因や機序についてさまざまな角度から検討を行っていく予定である．

在这项研究中，我们使用缺乏衰老抑制基因的衣服基因的小鼠的切牙牙本质作为衰老硬组织的模型，并评估了从材料工程方法中评估硬组织随年龄的恶化。采用了包括纳米引导在内的高级工程技术来量化硬组织的分子结构和机械性能（材料特性）。最终，该公司旨在提供基线数据，以促进旨在定性改善骨骼的新药物发现。今年，在动物护理和基因重组委员会的批准后的第一年，是目标动物的小鼠，以生产和分析样本，并获得了动物护理委员会和基因重组委员会的批准后，将目标动物（目标动物）交付给了样品的生产和测量。与健康小鼠相比，使用纳米识别测试的机械表征显示，衰老模型小鼠的弹性模量显着较低，而牙本质的弹性 - 塑性弯曲点显着降低。因为牙本质是由位于果肉最外层的象牙细胞形成的，所以表明牙本质的性质随着老化的衰老模型而变化，这被认为是由于衰老引起的定性恶化的影响。结果是在日本牙科与工程学会的第81届学术讲座上介绍的，并获得了Kurarenoritake Dental Co.，Ltd的企业奖。此外，计划在2023财年中交付老化模型小鼠，我们计划增加样品数量，并研究机械性能下降的原因和机制。

项目成果

The University of Sydney(オーストラリア)

悉尼大学（澳大利亚）

Chronic kidney disease compromises structural and mechanical properties of maxillary cortical bone in a rat model

• DOI: 10.2186/jpr.jpr_d_23_00016
• 发表时间: 2023-05-20
• 期刊: JOURNAL OF PROSTHODONTIC RESEARCH
• 影响因子: 3.6
• 作者: Yamashita，Sotaro;Kondo，Yusuke;Hosokawa，Ryuji
• 通讯作者: Hosokawa，Ryuji

Biomechanical Implications of Soft Tissues’ Microstructural Heterogeneity: An Image-based Specimen-specific Finite Element Study on Periodontal Ligament

软组织微观结构异质性的生物力学意义：基于图像的牙周膜样本特异性有限元研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Jingxiao Zhong;Yo Shibata;Chi Wu;Chie Watanabe;Junning Chen;Keke Zheng;Jingrui Hu;Michael V. Swain;Qing Li
• 通讯作者: Qing Li

Nanoindentation Protocol for Identifying Elasticity of Periodontal Ligament

用于识别牙周膜弹性的纳米压痕协议

• 发表时间: 2023
• 作者: Yo Shibata ; Chie Watanabe
• 通讯作者: Chie Watanabe

老化モデルマウス象牙質のナノ機械特性

衰老模型小鼠牙本质的纳米力学特性

• 发表时间: 2023
• 作者: Sotaro Yamashita;Yusuke Kondo;Chie Watanabe;Tomotaka Nodai;Takashi Munemasa;Taro Mukaibo;Chihiro Masaki;Yo Shibata;Ryuji Hosokawa;渡邉知恵，柴田 陽
• 通讯作者: 渡邉知恵，柴田 陽