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詳細

土屋　周平 (ツチヤ　シュウヘイ)

  • 医学研究科口腔外科学分野　講師
Last Updated :2024/12/18

研究者情報

J-Global ID

研究キーワード

  • オッセオインテグレーション   インプラント   骨   

研究分野

  • ライフサイエンス / 口腔再生医学、歯科医用工学

経歴

  • 2023年01月 - 現在  名古屋市立大学大学院医学研究科生体機能・構造医学専攻感覚器形成医学講座口腔外科学分野講師
  • 2021年04月 - 現在  名古屋市立大学医学部医学研究科口腔外科学分野助教
  • 2020年01月 - 2021年03月  やまて歯科
  • 2011年01月 - 2019年12月  名古屋大学医学部附属病院歯科口腔外科助教
  • 2009年09月 - 2010年12月  名古屋大学医学部附属病院歯科口腔外科医員
  • 2008年09月 - 2009年08月  ミシガン大学歯学部生体材料科学講座研究員
  • 2008年04月 - 2008年08月  日本大学歯学部解剖学講座II兼任講師
  • 2004年04月 - 2008年03月  名古屋大学大学院医学系研究科頭頸部感覚器外科学講座大学院生
  • 2002年04月 - 2004年03月  名古屋大学医学部附属病院歯科口腔外科研修医

学歴

  • 2004年04月 - 2008年03月   名古屋大学大学院   医学系研究科
  • 1996年04月 - 2002年03月   岡山大学   歯学部

所属学協会

  • 顎顔面インプラント学会   日本口腔科学会   日本口腔インプラント学会   日本補綴歯科学会   日本口腔外科学会   

研究活動情報

論文

書籍

  • The Osteoperiosteal Flap: A Simplified Approach to Alveolar Bone Reconstruction
    土屋 周平 (担当:共著範囲:)Quintessence Publishing 2010年
  • 科学と工業
    土屋 周平 (担当:共著範囲:組織工学的手法を用いた歯の再生)大阪工研協会 2008年
  • 歯の再生
    土屋 周平 (担当:共著範囲:アグリゲーション法を用いた歯の再生)真興交易 2006年

MISC

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • O結合型糖鎖が二酸化チタン上の骨髄間葉系幹細胞における生体適合性に与える影響の解析
    公益信託第24回日本医学会総会記念医学振興基金：公益信託第24回日本医学会総会記念医学振興基金
    研究期間 : 2024年07月 -2025年03月 
    代表者 : 渋谷恭之; 本田雅規
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 
    代表者 : 土屋 周平; 黒田 健介; 加藤 伸一郎; 本田 雅規; 渋谷 恭之
     
    二酸化チタン上の骨髄由来間葉系細胞（BMSCs）のO結合型糖鎖の機能をin vitroで解析をした。BMSCsにおけるO結合型糖鎖の糖転移酵素であるキシロシルトランスフェラーゼ（XylT）-1、-2をRNA干渉技術でノックダウンし、それぞれshXylT-1、shXylT-2とした。対照群はベクターのみを形質転換し、NTCとした。それぞれの細胞をシングルセルクローニングし、安定発現細胞株を作成した。これらの細胞を二酸化チタン上で培養をすると、shXylT-1およびshXylT-2はNTCと比較して石灰化能を有意に低下した。また、二酸化チタン上におけるshXylT-1およびshXylT-2の細胞増殖能は、NTCと比較して有意に低下した。さらに、二酸化チタン上のshXylT-1は、IDO、PGES2、AHR、PD-L1、IL-10など、免疫寛容能を促進する因子の遺伝子発現がNTCと比較して有意に上昇した。また、二酸化チタン上のshXylT-2は、PGES2、IDO、TSG6、IL-6の発現がNTCと比較して有意に低下することが明らかになった。さらに、shXylT-1およびshXylT-2の培養上清を回収し、THP-1から分化させたマクロファージに添加をすると、shXylT-1の培養上清は、組織修復型のM2マクロファージに分化し、shXylT-2の培養上清は炎症型のM1マクロファージに分化する傾向がみられた。さらに、二酸化チタン上で培養したshXylT-1およびshXylT-2をHL-60から分化した好中球と共培養をすると、shXylT-2はNTCおよびshXylT-1と比較して有意にアポトーシス細胞数が低下した。 以上の結果からXylT-1およびXylT-2は、二酸化チタン上のBMSCsの石灰化能および免疫寛容能に影響を与えることが明らかになった。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2019年04月 -2024年03月 
    代表者 : 日比 英晴; 黒田 健介; 興戸 正純; 岡部 一登; 酒井 陽; 藤尾 正人; 土屋 周平
     
    われわれは骨髄由来間葉系幹細胞培養上清を利用した組織再生に取り組み，培養細胞はさまざまな刺激を加えることで骨形成・血管新生に関連する成長因子が多く産生することがわかってきた．本年度の研究目的は伸展刺激により細胞培養上清の骨形成・血管新生能がどう影響されるかを明らかにすることであった．細胞種はヒト骨髄由来間葉系幹細胞およびヒト歯根膜由来線維芽細胞とし，伸展刺激は培養細胞伸展システムを用いて加え，任意の伸展率と周期を設定した．24 時間培養後の細胞および培養上清を回収し，骨形成・血管新生関連因子の発現を遺伝子，タンパクレベルで評価した．またヒト骨芽細胞・ヒト臍帯静脈内皮細胞を使用して上清の石灰化能・管腔形成能についても評価した．さらにマウスの頭蓋骨欠損モデルを用いてアテロコラーゲンスポンジを担体として上清を適用し一定期間後の骨形成・血管新生について組織学的，X線学的に評価した．その結果，いずれの細胞種でも伸展刺激により骨形成・血管新生関連遺伝子の発現が上昇し，関連因子の含有量も増加しており，骨形成・血管新生能は向上していた．頭蓋骨欠損モデルではいずれの細胞種でも伸展刺激により骨形成・血管新生が促進されることを確認した．伸展刺激を加えることで，培養上清の骨形成・血管新生能が向上し，その投与により骨形成・血管新生が促進されることが示された．劣悪な培養環境にさらされた細胞は，生きのびようと反応し生成した物質を含んだ細胞外小胞を放出することを利用して，組織再生に適した合目的な細胞外小胞を調製することができると考える．この細胞外小胞を組織欠損部に適用することにより，動員した内在性の幹・前駆細胞を集積させて組織を再生させる方法を検討することが可能であり，生体内に潜在する組織再生能力を特別な装置なしで高め，引き出すことができるはずであり，本課題の最終目標は十分に実現し得ると確信する．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 黒田 健介; 大森 正裕; 土屋 周平
     
    インプラント基材として，金属・合金，セラミックス焼結体，ポリマーを取り上げ，まず①材料ごとの親水化プロセスの最適化を行い，階層構造の下地を整備し，②その上に，単一物質として，イオンやポリペプチド，界面活性剤，タンパク質，薬剤などを吸着させるための条件最適化を行った．③工学的観点から，物質の吸着・脱離量や吸着・脱離速度などと材料表面の化学的特性の相関関係を明らかにし，④生体内・生体外の両面から評価することによって，細胞や細菌の接着・増殖に関する知見のみならず，生体反応についての知見も得て，⑤表面階層構造の持つどのような因子が生体反応に強い影響を与えるかについて検討した． これまでに，金属，セラミックス，ポリマーの基材の表面親水化プロセスの最適化は完了している．生体適合性に有効な表面官能基として，プロセスの相違はあるものの，水酸基やカルボキシル基の生成によるところが大きいことがわかった．表面を親水性に改質した金属，セラミックス，ポリマーに対して，イオンやポリペプチド，界面活性剤，タンパク質，薬剤など，一種類の物質を吸着させたインプラントの作製に成功し，抗菌性，骨伝導性，抗炎症性などの機能を創出できることを明らかにした．さらに，金属材料を用いて二種類の物質の吸着を進めたところ，二物質を順番（段階的）に吸着させるか，同時に吸着させるかによって，インプラント表面への吸着量，吸着速度が大きく異なることが明らかとなり，吸着に用いる水溶液中で既に二物質が会合した状態をとっていることが示唆された．また，タンパク質や薬剤の吸着には，それらの物質に含まれる官能基の電離状態が極めて大きな影響を与えることがわかった．さらに，この官能基の電離状態は，水溶液中での二物質の会合にも大きな影響を与えることも明らかとなった．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 藤尾 正人; 土屋 周平
     
    初年度の動物実験（マウス頭蓋骨欠損モデル）において、伸展刺激を与えた歯根膜由来線維芽細胞、骨髄由来間葉系幹細胞から得られた液性因子は、伸展刺激を与えないこれらの細胞から得られた液性因子に比べ、優れた骨再生能を有することが明らかになった。骨の治癒過程の組織を採取し、リアルタイムPCR、免疫組織学的染色を行った。その結果、伸展刺激を与えた細胞から得られる液性因子は血管再生を促進することにより、骨再生を促すことが遺伝子レベル、タンパクレベルで明となった。in vitroの実験系においても、伸展刺激を加えた細胞から得られた液性因子は優れた血管形成能があることがわかった。しかし、これら骨再生能、血管形成能は歯根膜由来細胞、骨髄由来間葉系幹細胞の間に大きな差は認められなかった。 再生された組織を取り出し、コラゲナーゼ処理後に細胞培養をすると、間葉系幹細胞の性質（骨、軟骨、脂肪の３系統への分化、幹細胞マーカーの発現）を示す細胞が培養できた。この細胞集団は伸展刺激を加えた細胞から得られた液性因子において数が増加していた。しかし、細胞種間での差は認められなかった。今年度までの実験結果から、血管形成と共に、骨組織再生の場において、幹細胞の集積も重要な役割を担っていることが示唆された。今後、組織再生の場に集まってくる幹細胞のキャラクタライゼーションを進め、さらには、どこから組織再生の場に集まってくるのかを解析していく予定である。
  • 日本学術振興会：基盤研究（C)
    研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 
    代表者 : 土屋 周平
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 
    代表者 : 日比 英晴; 黒田 健介; 土屋 周平; 興戸 正純; 片桐 渉; 山本 朗仁; 山本 朗仁; 片桐 渉
     
    幹細胞は低酸素濃度や機械的ストレスにより刺激されると血管および骨形成に関連する遺伝子の発現率が上昇し，細胞培養上清中にはそれらに起因するタンパク量が増加した．この培養上清をさまざまな組織欠損および炎症性組織傷害モデルに適用すると，炎症を制御し組織を修復し再生させること，その機序は局在するマクロファージが極性転換し，局所に動員される生体内組織形成細胞が血管網を構築し，組織を修復あるいは適合組織を形成することがわかった．この培養上清中に含まれる成長因子や基質を同定し，目的とする機能別にそれらの最適な組み合わせを明らかにし，それらが実際に組織を修復あるいは再生させることを実験動物モデルで示した．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 興戸 正純; 黒田 健介; 土屋 周平; 日比 英晴
     
    インプラント表面階層構造制御の深化を目指して，種々のインプラント材料の表面改質を行った．Nb，Ta，Ti-Nb-Ta-Zrなどをラット脛骨に2週間埋植し，表面への硬組織生成量から骨伝導能を評価した．材質には依存せず，水滴接触角によって整理できることがわかった．65度の水滴接触角を界として，より親水性あるいは疎水性になるほど骨伝導性が向上した．タンパク質吸着量も，骨伝導性と同様に表面親水性に強く依存した． 一方，各種プラスチックを表面改質することにより親水化することに成功した.ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を超親水化させると高い骨伝導性を示すことが明らかとなった．
  • オッセオインテグレーションを形成するタンパク質の解析
    日本学術振興会：基盤研究（C)
    研究期間 : 2014年04月 -2017年03月 
    代表者 : 土屋 周平
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2013年04月 -2017年03月 
    代表者 : 黒田 健介; 土屋 周平; 日比 英晴
     
    従来技術の融合により，コーティング層を有せずとも高い骨伝導性を有する「タンパク質吸着型バイオインプラント」の作製技術を構築した．フィブロネクチンやアルブミンを材料表面に個別吸着させたバイオインプラントを作製し，ラット生体内での骨形成能評価に供し，生体外評価との相関関係を明らかにした．その結果，材料表面への吸着タンパク質種の骨伝導性におよぼす差異は認められず，極めて高い骨伝導性を示した．さらに，材料表面の親水性・疎水性が大きく影響するタンパク質のごく初期の吸着速度が骨伝導性と強い相関を示すことがわかった．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    研究期間 : 2014年04月 -2016年03月 
    代表者 : 黒田 健介; 日比 英晴; 土屋 周平
     
    工学と医学が独自に検討してきた技術を融合させた「バイオインプラント」の作製技術を構築した．タンパク質を金属，セラミックス，ポリマーに吸着させるには，材料表面を親水化することが極めて重要である．本研究では，これらの生体材料を超親水化し維持する技術ならびに超親水化表面に各種のタンパク質を吸着させたバイオインプラントを作製する技術を開発した．さらに，タンパク質を吸着させたバイオインプラントの動物埋植試験を行い，骨伝導性向上に重要なタンパク質の決定などを行った．
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 日比 英晴; 山本 朗仁; 黒田 健介; 片桐 渉; 服部 宇; 土屋 周平
     
    骨髄間葉系幹細胞および歯髄幹細胞培養上清に含まれている成分を検出し，その一部を定量した．培養上清により細胞接着能，細胞遊走能，血管新生能，抗炎症効果，抗アポトーシス効果が高められること，低酸素濃度培養環境下で得られた培養上清により細胞遊走能，血管新生能がさらに高められることをインビトロで示した．また培養上清により実際に血管網構築が進み骨再生が促されること，低酸素培養上清によりこの過程がさらに促進されることをインビボで示した．
  • 培養細胞由来の細胞外基質を用いた放射線性骨髄炎の治療法の開発
    日本学術振興会：若手研究（B)
    研究期間 : 2012年04月 -2014年03月 
    代表者 : 土屋 周平
  • 組織工学的手法によって再生した骨に含まれる骨シアロタンパクの糖鎖構造と機能解析
    日本学術振興会：若手研究（B)
    研究期間 : 2010年04月 -2012年03月 
    代表者 : 土屋 周平

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