アンチ・エイジングシリーズ3　骨研究最前線

～代謝・疾病のメカニズムから再生医療・創薬・リハビリ機器・機能性食品開発まで～

序論　進化を続ける骨研究最新動向　（大薗恵一）
第１編　骨・軟骨形成と骨代謝の分子メカニズム
第1章 軟骨形成のメカニズム（秋山治彦、山本浩司）
1. 内軟骨性骨形成の細胞生物学
2. 内軟骨性骨形成における転写因子
3. 内軟骨性骨形成における成長因子
4. おわりに
第2章 骨形成のメカニズム（竹田秀）
1. 骨形成とは
2. 転写因子による骨芽細胞分化調節
3. 液性因子による骨芽細胞分化調節
4. 神経系による骨形成調節
第3章 破骨細胞の分化と活性化メカニズム（松尾光一）
1. 破骨細胞分化・活性化とその障害
2. 破骨細胞分化の細胞外誘導因子
3. 破骨細胞内シグナリング：分化の引金
4. 破骨細胞内シグナリング：分化シグナルの増幅とNFATc1
5. 骨吸収能の活性化
第4章 骨組織における必須ミネラルの代謝メカニズム（道上敏美）
1. はじめに
2. カルシウムの代謝調節
3. リンの代謝調節とFGF23
4. ミネラル代謝調節における骨細胞の機能
5. おわりに
第5章 骨リモデリングのメカニズム（竹下淳）
1. はじめに
2. 骨リモデリングの意義
3. 骨カップリングとは
4. 骨吸収により骨基質から掘り出される増殖因子
5. 破骨細胞と骨芽細胞のクロストーク
6. 破骨細胞が分泌する骨代謝制御因子
7. おわりに
第6章 骨と造血幹細胞の制御メカニズム（宮本健史）
1. はじめに
2. 骨芽細胞と造血幹細胞
3. 破骨細胞と造血前駆細胞
4. 脾臓と髄外造血
5. “osteomac”と造血幹細胞の維持能
6. 破骨細胞と造血幹細胞に関する考察
7. おわりに
第7章 骨を起点とした遠隔臓器機能制御システム（佐藤真理）
1. はじめに
2. オステオカルシンを介した遠隔臓器制御
3. 骨細胞による遠隔臓器制御
4. おわりに
第２編　骨に関わる主な疾病発症のメカニズム
第1章 骨粗しょう症（池田恭治）
1. はじめに
2. 骨の細胞と骨粗しょう症
3. 骨の細胞間連携
4. カルシウム、ビタミンDと骨粗しょう症
5. エネルギー代謝と骨粗しょう症
6. 神経、血管と骨
7. おわりに
第2章 関節リウマチ（溝口史高）
1. 関節リウマチの臨床像
2. RA研究の進展による治療の変化と現状
3. RAの発症のメカニズム
4. RAにおける骨破壊のメカニズム
5. おわりに
第3章 がんの骨転移メカニズム（米田俊之）
1. はじめに
2. 骨転移の成立・進展を容易にする骨環境の生物学的要因
3. 骨に転移するがん細胞が有する特性
4. 骨環境におけるがん細胞の特性の変化
5. おわりに
第4章 変形性関節症発症のメカニズムと治療・創薬への取組み（川口浩）
1. 変形性関節症・脊椎症の病態
2. タンパク分解酵素の関与
3. 炎症性シグナルの関与
4. HIFファミリー分子の関与
5. 軟骨内骨化シグナルの関与
6. おわりに
第5章 骨系統疾患（大薗恵一）
1. はじめに
2. 骨量に異常を来す疾患
3. 軟骨の分化異常および内軟骨性骨化の異常
第３編　骨疾患のQOL改善に向けた最新研究動向
第1章 骨疾患向け創薬研究
第1節 関節リウマチ治療薬の開発（田中良哉）
1. はじめに
2. 関節リウマチ治療の基本戦略
3. サイトカインを標的とした生物学的製剤
4. 細胞表面抗原に対する生物学的製剤
5. 経口低分子量化合物によるキナーゼ阻害薬
6. おわりに
第2節 骨粗しょう症に関与する分子モーターの回転メカニズムと創薬への取組み（水谷健二、村田武士）
1. はじめに
2. 腸球菌V1-ATPaseの結晶構造に基づいた回転メカニズム
3. 膜内ローターリングの結晶構造に基づいたイオン輸送メカニズム
4. 創薬への取組み
5. おわりに
第2章 骨免疫と臨床応用の可能性（松口徹也）
1. はじめに
2. 骨ホメオスタシスの定常的維持機構とその破綻
3. 免疫細胞はいかに骨病変に関わるか
4. 破骨細胞と抗原提示細胞に共通する共刺激分子
5. 骨芽細胞主導型の免疫反応
6. 造血幹細胞ニッチ（免疫細胞の産みの親としての骨）
7. 骨免疫学の臨床応用
8. おわりに
第3章 骨研究からの最新歯科治療
第1節 骨研究から見た最新インプラント治療（吉成正雄）
1. 歯科インプラント表面の所要性質
2. 表面形状（surfacetopography）
3. 表面性状（物理化学的性質）（surfacephysicochemistry）
4. 薬剤送達システム（DDS）
第2節 矯正歯科用骨膜下デバイスの開発と治療への応用（森山啓司、上園将慶、鈴木聖一、高久田和夫、菊池正紀）
1. 序文
2. 矯正歯科治療におけるアンカレッジ
3. アンカレッジにおける新しい試み
4. 矯正歯科用アンカースクリューと矯正歯科用ミニプレート
5. 骨膜下デバイス“オンプラント”
6. 新規骨膜下デバイスの開発
7. ラット頭蓋骨骨膜下設置モデルによる評価
8. 今後の展望
第3節 骨代謝からの歯科治療へのアプローチ（吉村健太郎、上條竜太郎、宮本洋一）
1. 骨代謝と歯科治療の関わり
2. 歯周病と骨代謝
3. 口腔インプラントと骨代謝
4. 骨補填材
5. おわりに
第4節 インプラント産業の活性化に向けた標準化研究（岡崎義光）
1. はじめに
2. インプラントに求められる性能
3. 金属系生体材料の生体適合性の支配因子
4. インプラント用部材の製造プロセス
5. カスタムメイドインプラントを用いた治療
第4章 骨の再生医療
第1節 骨形成を調節する天然由来化合物（禹済泰、米澤貴之）
1. はじめに
2. アルカロイド
3. ポリケチド化合物
4. テルペノイド（イソプレノイド）化合物
5. フェニルプロパノイド化合物
6. フラボノイド化合物
7. おわりに
第2節 骨の再生を促進する複合多孔質足場材料の開発（川添直輝、陳国平）
1. はじめに
2. PLGA、コラーゲン、BMP4を複合化した多孔質足場材料
3. PLGA、コラーゲン、アパタイトを複合化した多孔質足場材料
4. おわりに
第3節 滑膜由来間葉系幹細胞を利用した半月板再生技術（堀江雅史、宗田大、関矢一郎）
1. 背景
2. ラット広範囲半月板損傷モデルを用いた検討
3. ウサギ無血行野部分欠損モデルを用いた検討
4. 展望
第4節 間葉系幹細胞を用いた種々骨再生医療（大串始、赤羽学）
1. はじめに
2. 間葉系幹細胞（MSC）の骨分化能
3. MSCを用いた種々骨再生治療の方法論（生体材料の視点より）
4. MSCの細胞ソースとMSCの問題点
5. 将来展望
第5節 骨再成のためのミクロスフェア［Microspheresforboneregeneration］
1. 骨組織工学のための焼結ミクロスフェア三次元足場材料
2. 骨組織工学のためのミクロスフェア
第6節 軟骨再生技術（妻木範行、山下晃弘）
1. 軟骨の構造
2. 関節軟骨変性の進行様式
3. 軟骨再生の2つの方法
4. 限局した軟骨欠損に対する外因性の修復方法
5. 今後の展望―細胞リプログラミング技術を使った軟骨再生
第5章 診断のための要素技術開発
第1節 破骨細胞のライブイメージング技術の開発（菊田順一、石井優)
1. はじめに
2. 二光子励起顕微鏡による骨のライブイメージング
3. 破骨前駆細胞のライブイメージング
4. 成熟破骨細胞のライブイメージング
5. おわりに
第2節 非侵襲骨応力計測の原理（但野茂）
1. 骨強度と骨疾患
2. 骨強度と応力
3. 骨の階層構造と応力
4. X線回折による骨組織応力計測
5. イメージングプレートIPによるひずみ計測
6. 骨残留応力計測
7. まとめ
第3節 転倒による骨折予防のための歩行バランス機能計測靴デバイスの開発（太田裕治、中嶋香奈子、安在絵美、山下和彦）
1. 研究背景・目的
2. 歩行バランス機能計測靴デバイスの開発
3. 実験方法
4. 実験結果
5. 考察
6. 結論
第6章 ロコモティブシンドロームの研究動向（藤田博曉）
1. ロコモティブシンドロームとは
2. 背景となったコホート研究
3. セルフチェックとしての運動器評価
4. ロコモティブシンドロームに対する対策
5. おわりに
第7章 股関節系疾患の運動療法によるQOL改善（永井聡）
1. はじめに
2. 手術しないことによるQOLの低下
3. 手術することで改善するQOL
4. 人工股関節置換手術によって考慮しなければならないこと
5. QOL改善に必要な運動療法
6. おわりに
第４編　骨のアンチエイジングとデバイス開発
第1章 骨代替材料の開発
第1節 骨組織の異方性と配向化制御のための骨生体材料の開発（中野貴由）
1. はじめに
2. 骨の階層構造と異方性骨組織
3. 骨異方性に基づくBAp配向性
4. 再生骨のBAp配向性変化と力学機能対応
5. 材質パラメータとしてのBAp配向性
6. 疾患骨における骨配向性の変化
7. 生体骨内でのBAp配向性の支配因子
8. 骨配向化制御のための骨生体材料の開発
9. おわりに
第2節 酸窒化処理による骨と結合しやすい人工股関節部材の開発（橋本雅美)
1. はじめに
2. 従来の生体活性化処理技術
3. 純チタンの酸窒化処理
4. 酸窒化処理表面のアパタイト形成能
5. 酸窒化処理表面の細胞親和性
6. おわりに
第3節 人工骨のユニット化とその集積による多孔体製造「モザイク人工骨」（寺岡啓）
1. はじめに
2. Mosaic-likeCeramicsFabrication（MLCF）
3. MLCFのscalability
4. まとめ
第4節 リン酸八カルシウム（OCP）を用いる次世代バイオマテリアルの開発（鈴木治、穴田貴久）
1. 次世代バイオマテリアルとしての骨補填材
2. OCPインプラント形態
3. OCP骨再生材料評価方法の開発
4. OCPによる細胞分化誘導のメカニズム
5. おわりに
第5節 魚のうろこ由来コラーゲンとアパタイト複合体による人工骨作製技術（生駒俊之、杉浦弘明、吉岡朋彦、近藤英司、安田和則、田中順三）
1. はじめに
2. 魚のコラーゲンの特徴
3. 細胞外マトリックスとしてのコラーゲンの機能と安全性
4. ティラピアうろこ由来コラーゲンの安全性評価
5. うろこコラーゲンとアパタイトの複合体人工骨の特性
6. おわりに
第2章 骨疾患に伴うQOL向上のためのデバイス開発
第1節 筋電信号を用いたがん骨転移患者の寝返り支援装具の開発（安藤健）
1. はじめに
2. 寝返り支援装具の設計思想
3. 体幹回旋抑制手法の検討
4. 機構のコンセプトとプロトタイプ
5. 回旋可動域制限機構の性能評価実験
6. 寝返り動作時の回旋角度制限性能評価実験
7. まとめ
第2節 MPCポリマー処理を用いた長寿命型人工股関節の開発（京本政之、茂呂徹、石原一彦）
1. 研究開発の背景
2. MPC処理技術の研究開発
3. MPCポリマー処理の人工股関節への応用と工業生産
4. 人工股関節への応用―MPC処理CLPEの摩耗特性の評価
5. 生体反応評価および生物学的安全性の評価
6. 臨床試験（治験）の実施と製造承認の取得
7. おわりに
第3節 長期耐用性を有する次世代人工膝関節の開発（日野和典、日垣秀彦、三浦裕正）
1. はじめに
2. 人工膝関節開発支援技術
3. 新しい人工膝関節のデザインと特徴
4. おわりに
第3章 3軸加速度センサーを用いた転倒リスク評価と今後の展望（松本浩実、萩野浩）
1. はじめに
2. 歩行分析機器としての加速度センサーの活用
3. 運動機能評価としての加速度センサー使用の妥当性
4. バランス分析機器としての加速度センサーの活用
5. 日常生活の活動量評価としての加速度センサーの活用
6. 加速度センサーによる異常歩行の分析
7. 易転倒者のリスク判別としての加速度センサーの活用
8. 加速度センサーを利用した今後のリハビリテーション機器開発の課題や展望
9. おわりに
第4章 機能性食品素材と製品開発
第1節 骨質強化のための食品素材と機能性食品開発（渡部睦人、上原一貴、野村義宏）
1. 骨質強化とは
2. 骨質強化のための食品素材
3. 機能性食品素材としてのミルクプロテイン
4. 機能性食品素材としてのソイプロテイン
5. 機能性食品素材としてのフィッシュプロテイン
6. おわりに
第2節 グルコサミンの関節に及ぼす効果と機能性食品開発（長岡功、五十嵐庸）
1. はじめに
2. 変形性関節症における軟骨の病態変化と評価法
3. 関節疾患に関連するバイオマーカー
4. グルコサミンの膝OAに対する効果
5. グルコサミンの骨代謝に及ぼす影響
6. まとめ
第3節 ピルビン酸の骨強化作用と機能性食品開発（檜井栄一、米田幸雄）
1. はじめに
2. 骨芽細胞の生存に必須な因子の同定
3. 骨芽細胞における酸化ストレスに対するピルビン酸の防御効果
4. 骨粗しょう症モデル動物に対するピルビン酸投与の効果の検討
5. まとめ
6. 骨粗しょう症予防を指向する機能性食品開発に向けて
第4節 生姜抽出物が骨代謝に及ぼす効果と機能性食品開発（伊藤克、籠谷和弘）
1. はじめに
2. 生姜抽出物
3. 破骨細胞の分化・成熟抑制効果
4. 遺伝子発現解析
5. 骨芽細胞の石灰化作用促進効果
6. まとめ
第5節 リコぺンの骨代謝調節作用とその応用（松本千穂、稲田全規、宮浦千里）
1. はじめに
2. リコペンの特徴
3. リコペンの機能性
4. リコペンの骨量改善作用
5. おわりに
第6節 骨代謝調節に作用する機能性食品素材（千葉大成)
1. はじめに
2. 大豆イソフラボンによる骨量減少抑制効果
3. 柑橘系フラボノイドであるヘスペリジンによる骨粗しょう症予防効果
4. 香辛料フェヌグリークシードに着目した骨粗しょう症予防
5. 魚油と大豆イソフラボン併用による骨代謝調節
6. その他の食品成分と骨粗しょう症予防
7. おわりに