生骨組織中での骨細胞の機械的刺激応答能の検討

检查骨细胞对活骨组织机械刺激的反应能力

• 批准号: 14704052
• 负责人: 上岡 寛
• 金额: $ 13.56万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14704052/
• 关键词: 骨細胞; 細胞内カルシウム; 骨芽細胞; 機械的負荷; 共焦点顕微鏡

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。

2002 年的研究证实，使用共焦激光显微镜可以荧光观察骨组织中的活骨细胞。此外，使用类似的方法，似乎可以将细胞内钙指示剂Fluo3掺入骨组织的骨细胞中，并观察细胞内钙的动态。 2003年，首先，为了检查由于骨细胞的机械负荷而导致的细胞内钙的动态变化，从骨组织中取出骨细胞、成骨细胞和衬里细胞，进行培养，并在施加流体剪切应力时观察细胞内钙的变化。这些细胞被追踪。由此，我们获得了细胞内钙的基本动态，例如骨细胞中钙的浓度和振荡频率。结果显示，骨细胞、成骨细胞和衬里细胞都会对流体剪切应力做出反应，但与预期相反，与我发现的其他细胞相比，骨细胞对钙的反应能力非常低。细胞内钙的波动在各组之间没有显着差异。从这些结果可以预测，骨细胞在体外具有较低的机械响应能力。此外，目前正在开发一种用于对新鲜骨骼施加机械载荷的加载装置，预计将来会获得详细信息。通过将获得的结果与目前的体外结果进行比较，可以检查骨细胞周围的环境是否影响细胞的机械反应能力。

项目成果

H.Kamioka, Y.Sugawara, T.Honjo, T.Yamashiro, T.Takano-Yamamoto: "Terminal differentiation of osteoblasts to osteocytes is accompanied by Dramatic changes in the distribution of actin-binding proteins."Journal of Bone and Mineral Research. 19(3). 471-478 (

H.Kamioka、Y.Sukawara、T.Honjo、T.Yamashiro、T.Takano-Yamamoto：“成骨细胞向骨细胞的终末分化伴随着肌动蛋白结合蛋白分布的巨大变化。”骨与矿物质研究杂志