2024/10/09 更新

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キム　ジョンヒョン
KIM Jeonghyun
KIM Jeonghyun
所属
大学院工学研究科 機械システム工学専攻 機械理工学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 機械・航空宇宙工学科
職名
助教
連絡先
メールアドレス
ホームページ
https://biomech-lab.com/
通称等の別名
キム　ジョンヒョン
外部リンク

学位 3

  1. 博士（工学） （ 2017年9月   東京大学 ） 

  2. 修士（工学） （ 2014年9月   東京大学 ） 

  3. Bachelor of Engineering （ 2010年5月   The University of Sydney ） 

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研究キーワード 5

  1. 再生医療

  2. 組織工学

  3. 生体医工学

  4. バイオメカニクス

  5. メカノバイオロジー

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研究分野 3

  1. ライフサイエンス / 生体医工学

  2. ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / バイオ機能応用、バイオプロセス工学

  3. ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料

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経歴 3

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科機械システム工学専攻   助教

    2021年4月 - 現在

  2. 京都大学   ウイルス・再生医科学研究所   特定研究員

    2018年11月 - 2021年3月

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    国名：日本国

  3. 東京大学   大学院工学研究科機械工学専攻   日本学術振興会特別研究員   日本学術振興会特別研究員

    2017年4月 - 2018年10月

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    国名：日本国

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学歴 3

  1. 東京大学   大学院工学系研究科   機械工学専攻

    2014年10月 - 2017年9月

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    国名： 日本国

  2. 東京大学   大学院工学系研究科   機械工学専攻

    2012年10月 - 2014年9月

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    国名： 日本国

  3. The University of Sydney   Faculty of Engineering   Mechanical Engineering (Biomedical)

    2006年3月 - 2010年5月

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    国名： オーストラリア連邦

    備考： Honours degree

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所属学協会 4

  1. 日本生体医工学会

  2. 日本再生医療学会

  3. 日本機械学会

  4. 日本バイオレオロジー学会

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委員歴 9

  1. 日本機械学会 第36回バイオエンジニアリング講演会   実行委員会  

    2023年12月 - 2024年5月   

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    団体区分：学協会

  2. 日本機械学会 バイオエンジニアリング講演会   『静水圧メカノバイオロジー』セッションオーガナイザー  

    2023年11月 - 現在   

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    団体区分：学協会

  3. 日本機械学会 年次大会   『細胞メカニクス』セッションオーガナイザー  

    2022年10月 - 現在   

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    団体区分：学協会

  4. 日本機械学会 バイオエンジニアリング部門   広報委員  

    2022年4月 - 2024年3月   

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    団体区分：学協会

  5. 日本機械学会 バイオエンジニアリング部門   若手による次世代戦略委員会  

    2022年4月 - 2024年3月   

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    団体区分：学協会

  6. 日本機械学会 第32回バイオフロンティア講演会   実行委員会 委員  

    2021年9月 - 2022年1月   

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    団体区分：学協会

  7. The 11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics   Steering committee member  

    2021年6月 - 2021年12月   

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    団体区分：学協会

  8. The Korean Institute of Chemical Engineering (Japan region)   Director of Business Affairs  

    2021年1月 - 2021年12月   

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    団体区分：学協会

  9. 在日韓国科学技術者協会   バイオエンジニアリング研究分科会長  

    2018年7月 - 2021年3月   

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    団体区分：学協会

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受賞 21

  1. 第32回 瀬口賞

    2024年6月   日本機械学会バイオエンジニアリング部門  

    キム・ジョンヒョン

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    受賞区分：国内外の国際的学術賞 

  2. 2023年度日本生体医工学会東海支部研究奨励賞

    2023年10月   日本生体医工学会   静水圧に応答する3次元培養骨細胞モデル

    キム・ジョンヒョン，新岡琴音，前田英次郎，松本健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  3. 日本機械学会東海支部奨励賞

    2022年3月   日本機械学会東海支部  

    Jeonghyun Kim

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  4. The Outstanding Abstract Award Runner-up

    2021年12月   The 11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  5. 2020 JBSE Graphics of the Year Award

    2021年6月   Journal of Biomechanical Science and Engineering  

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    受賞区分：学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国：日本国

  6. 2020 JBSE Papers of the Year Award

    2021年6月   Journal of Biomechanical Science and Engineering  

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    受賞区分：学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国：日本国

  7. The Yamaguchi Medal

    2019年11月   Asian-Pacific Conference on Biomechanics  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：台湾

    アジア太平洋地域のバイオメカニクス分野の若手研究者賞

  8. The Best Oral Presentation Award

    2019年8月   The 4th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：ケニア共和国

  9. 学術優秀賞

    2019年2月   在日韓国科学技術者協会  

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    受賞区分：学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国：日本国

  10. The Outstanding Young Researcher Presentation Award

    2018年7月   The 8th World Congress of Biomechanics  

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    受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：アイルランド

  11. 優秀論文賞

    2016年10月   日本臨床バイオメカニクス学会  

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    受賞区分：学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国：日本国

  12. 若手優秀講演賞

    2023年12月   日本機械学会 第34回バイオフロンティア講演会   摺鉢面上のMC3T3-E1細胞挙動に及ぼす細胞内張力の影響

    石黒　恵奨，王　軍鋒，キム　ジョンヒョン，前田　英次郎，松本　健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  13. The Best Presentation Award

    2023年3月   日本機械学会東海支部 第72期総会・講演会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2023 (TEC23)   スフェロイド培養法によるマウス軟骨前駆細胞の肥大化軟骨細胞分化誘導

    富田航世，キム・ジョンヒョン，前田英次郎，松本健郎

  14. The Best Presentation Award

    2023年3月   日本機械学会東海支部 第54回学生員卒業研究発表講演会   繰返引張下の重層化したMC3T3-E1細胞の上下層で異なる配向の原因解明に関する研究

    鈴木秀一郎，王軍鋒，キム・ジョンヒョン，前田英次郎，松本健郎

  15. 若手優秀講演賞

    2022年12月   日本機械学会 第33回バイオフロンティア講演会   電界紡糸法により成膜したエラスチン組織の力学挙動解析

    篠川晃佑，キム・ジョンヒョン，鳴瀧彩絵，松本健郎，前田英次郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

  16. The Outstanding Student Poster Award

    2022年6月   日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会   マウス軟骨前駆細胞の３次元スフェロイド培養による肥大軟骨分化およびアポトーシス誘導

    富田航世,キム・ジョンヒョン,前田英次郎,松本健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  17. The Outstanding Student Poster Award

    2022年6月   日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会   腱 Elastic recoil 挙動におけるコラーゲンとエラスチンの役割解明を目的としたクリンプ構造の評価と動的力学特性の解析

    石崎裕聖,キム・ジョンヒョン,松本健郎,前田英次郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  18. 優秀講演賞

    2022年3月   日本機械学会東海支部 第53回学生員卒業研究発表講演会   イベリアトゲイモリ大腿骨損傷部の再生現象解明に関する研究

    伊藤 優作, キム ジョンヒョン, 松本 健郎, 前田 英次郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  19. 優秀講演賞

    2022年3月   日本機械学会東海支部 第53回学生員卒業研究発表講演会   静水圧刺激がマウス骨芽前駆細胞の細胞形状・増殖に与える影響

    水島 慎吾, キム ジョンヒョン, 前田 英次郎, 松本 健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  20. 優秀講演賞

    2022年3月   日本機械学会東海支部 第53回学生員卒業研究発表講演会   組織透明化手法による３次元骨細胞スフェロイド内部の細胞核形状評価

    稲垣 貴士, キム ジョンヒョン, 前田 英次郎, 松本 健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

  21. The Outstanding Student Presentation Award

    2022年1月   日本機械学会 第32回バイオフロンティア講演会   シームレスな単軸引張・圧縮によるアフリカツメガエル胚の力学特性解明

    齋藤 稜介, 二宮 裕将, キム ジョンヒョン, 前田 英次郎, 田村 篤敬, 松本 健郎

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

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論文 25

  1. Spatiotemporal analysis of multi-scale cell structure in spheroid culture reveals hypertrophic chondrocyte differentiation

    Tomida, K; Kim, J; Maeda, E; Adachi, T; Matsumoto, T

    CELL AND TISSUE RESEARCH   397 巻 ( 3 ) 頁： 263 - 274   2024年9月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Cell and Tissue Research  

    3D cell culture has emerged as a promising approach to replicate the complex behaviors of cells within living organisms. This study aims to analyze spatiotemporal behavior of the morphological characteristics of cell structure at multiscale in 3D scaffold-free spheroids using chondrogenic progenitor ATDC5 cells. Over a 14-day culture period, it exhibited cell hypertrophy in the spheroids regarding cellular and nuclear size as well as changes in morphology. Moreover, biological analysis indicated a signification up-regulation of normal chondrocyte as well as hypertrophic chondrocyte markers, suggesting early hypertrophic chondrocyte differentiation. Cell nuclei underwent changes in volume, sphericity, and distribution in spheroid over time, indicating alterations in chromatin organization. The ratio of chromatin condensation volume to cell nuclear volume decreased as the cell nuclei enlarged, potentially signifying changes in chromatin state during hypertrophic chondrocyte differentiation. Our image analysis techniques in this present study enabled detailed morphological measurement of cell structure at multi-scale, which can be applied to various 3D culture models for in-depth investigation.

    DOI： 10.1007/s00441-024-03905-7

    Web of Science

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  2. Novel air-liquid interface culture model to investigate stiffness-dependent behaviors of alveolar epithelial cells

    Takahashi, Y; Ito, S; Wang, JF; Kim, J; Matsumoto, T; Maeda, E

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   708 巻   頁： 149791   2024年5月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Biochemical and Biophysical Research Communications  

    Pulmonary alveoli are functional units in gas exchange in the lung, and their dysfunctions in lung diseases such as interstitial pneumonia are accompanied by fibrotic changes in structure, elevating the stiffness of extracellular matrix components. The present study aimed to test the hypothesis that such changes in alveoli stiffness induce functional alteration of epithelial cell functions, exacerbating lung diseases. For this, we have developed a novel method of culturing alveolar epithelial cells on polyacrylamide gel with different elastic modulus at an air-liquid interface. It was demonstrated that A549 cells on soft gels, mimicking the modulus of a healthy lung, upregulated mRNA expression and protein synthesis of surfactant protein C (SFTPC). By contrast, the cells on stiff gels, mimicking the modulus of the fibrotic lung, exhibited upregulation of SFTPC gene expression but not at the protein level. Cell morphology, as well as cell nucleus volume, were also different between the two types of gels.

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2024.149791

    Web of Science

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  3. Contributions of collagen and elastin to elastic behaviours of tendon fascicle

    Ishizaki, Y; Wang, JF; Kim, J; Matsumoto, T; Maeda, E

    ACTA BIOMATERIALIA   176 巻   頁： 334 - 343   2024年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Acta Biomaterialia  

    Tendon exhibits the capacity to be stretched and to return to its original length without suffering structural damage in vivo, a capacity known as elastic recoil. Collagen fibres are aligned longitudinally and elastin fibres mostly run parallel to collagen fibres in tendon. However, their interactions and contributions to tendon elastic behaviours are not well understood. The present study examined functional roles of collagen and elastin in tendon elastic behaviours using a variety of mechanical tests. We prepared three types of fascicle specimens from mouse tail tendon: fascicles freshly isolated, those digested with elastase in PBS to selectively remove elastin, and those incubated in PBS without elastase. A quasi-static tensile test demonstrated that elastase-treated fascicles had higher tangent moduli and strength compared to fresh and PBS fascicles. Cyclic stretching tests showed that fresh and PBS fascicles could withstand cyclic strain at both small and large amplitudes, but elastase-treated fascicles could only behave elastically to a limited degree. Fibre-sliding analysis revealed that fresh fascicles could be elongated both through stretching of collagen fibers and through movement of the fibres. However, elastase-treated fascicles could be stretched only via fibre stretching. This evidence suggests that normal tendons can be extended through both fibre stretching and fibre sliding, whereas tendons without elastin can only extend as much as collagen fibers can withstand. Accordingly, collagen fibres mainly contribute to tendon elastic behaviours by furnishing rigidity and elasticity, whereas elastin provides tendon viscoelasticity and also enables sliding of collagen fibres during elastic behaviours. Statement of significance: The present study revealed distinct mechanical functions of collagen and elastin fibres in elastic behaviours of mouse tail tendon fascicle using a variety of mechanical tests at both microscopic and macroscopic levels. It was demonstrated that collagen mainly governs tendon fascicle rigidity and elasticity, but only possesses limited extensibility, whereas elastin contributes to viscoelasticity and collagen fibre sliding, enabling elastic recoil behaviour against relatively large deformation. By their interactions, tendon can be elongated without suffering major structural damage and withstand a large magnitude of tensile force in response to mechanical loading. Such information should be particularly useful in designing collagen-based biomaterials such as artificial tendons, in that previous studies have merely considered collagen without incorporation of elastin.

    DOI： 10.1016/j.actbio.2024.01.014

    Web of Science

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  4. Biomechanical analysis of tendon regeneration capacity of Iberian ribbed newts following transection injury: Comparison to a mouse model

    Sato, F; Masuda, Y; Suzuki, D; Hayashi, T; Iwasaki, T; Kim, J; Matsumoto, T; Maeda, E

    JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH   42 巻 ( 3 ) 頁： 607 - 617   2024年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Journal of Orthopaedic Research  

    Adult mammals are known for their poor ability to regenerate tissues, including tendons. On the other hand, urodeles have become an important model in regenerative studies for their remarkable ability to regenerate various body parts and organs throughout life, such as limbs, retinas, or even the brain. However, little is known about their capacity to regenerate injured tendons. If newts can also repair tendons without scar formation, they may be a suitable animal model for tendon regeneration studies in other adult vertebrates. Therefore, the present study used Iberian ribbed newts to characterize mechanical and structural regeneration of tendons following transection, using tensile tests and multiphoton microscopy. A digital flexor tendon in a hindlimb was transected either partially or completely, and regenerated tendon was examined 6 and 12 weeks after the operation. Tensile strength of regenerated tendons was significantly less than normal at 6 weeks, but was remarkably recovered at 12 weeks, reaching levels comparable to those of uninjured tendons. On the other hand, mouse tendons demonstrated poor recovery of strength even after 12 weeks. Multiphoton microscopy revealed that tendon-like collagenous tissue bridges residual tendon stubs in newts, but disorganized scar-like tissue filled the injured location in mice. These findings highlight the remarkable capacity of newts to recover from tendon injury and confirm the utility of newts as a model to study tendon regeneration.

    DOI： 10.1002/jor.25705

    Web of Science

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  5. 3D quantitative assessment for nuclear morphology in osteocytic spheroid with optical clearing technique

    Inagaki, T; Kim, J; Tomida, K; Maeda, E; Matsumoto, T

    INTEGRATIVE BIOLOGY   15 巻   2023年4月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Integrative Biology  

    In recent years, three-dimensional (3D) cell culture has been attracting attention as a cell culture model that mimics an environment closer to that of a living organism. It is known that there is a close relationship between cell nuclear shape and cellular function, which highlights the importance of cell nucleus shape analysis in the 3D culture. On the other hand, it is difficult to observe the cell nuclei inside the 3D culture models because the penetration depth of the laser light under a microscope is limited. In this study, we adopted an aqueous iodixanol solution to the 3D osteocytic spheroids derived from mouse osteoblast precursor cells to make the spheroids transparent for 3D quantitative analysis. With a custom-made image analysis pipeline in Python, we found that the aspect ratio of the cell nuclei near the surface of the spheroid was significantly greater than that at the center, suggesting that the nuclei on the surface were deformed more than those at the center. The results also quantitatively showed that the orientation of nuclei in the center of the spheroid was randomly distributed, whereas those on the surface of the spheroid were oriented parallel to the surface of the spheroid. Our 3D quantitative method with an optical clearing technique will contribute to the 3D culture models including various organoid models to elucidate the nuclear deformation during the development of the organs.

    DOI： 10.1093/intbio/zyad007

    Web of Science

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    PubMed

  6. Spheroid culture for chondrocytes triggers the initial stage of endochondral ossification

    Kim, J; Tomida, K; Matsumoto, T; Adachi, T

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING   119 巻 ( 11 ) 頁： 3311 - 3318   2022年11月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Biotechnology and Bioengineering  

    Endochondral ossification is the process of bone formation derived from growing cartilage duringskeletal development. In previous studies, we provoked the osteocyte differentiation of osteoblast precursor cells under a three-dimensional (3D) culture model. To recapitulate the endochondral ossification, the present study utilized the self-organized scaffold-free spheroid model reconstructed by pre-chondrocyte cells. Within 2-day cultivation in the absence of the chemically induced chondrogenesis supplements, the chondrocyte marker was greatly expressed in the inner region of the spheroid, whereas the hypertrophic chondrocyte marker was strongly detected in the surface region of the spheroid. Notably, we found out that the gene expression levels of osteocyte markers were also greatly upregulated compared to the conventional 2D monolayer. Moreover, after long-term cultivation for 28 days, it induced morphological changes in the spheroid, such as cellular hypertrophy and death. In this study, in order to recapitulate the initial stage of the endochondral ossification, we highlighted the potentials of the 3D culture method to drive the hypertrophic chondrocyte differentiation of the pre-chondrocyte cells.

    DOI： 10.1002/bit.28203

    Web of Science

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    PubMed

  7. Induction of osteocyte differentiation for mesenchymal stem cells in 3D scaffold-free spheroid culture

    Kim, J; Adachi, T; Matsumoto, T

    TISSUE ENGINEERING PART A   28 巻   頁： 325 - 325   2022年10月

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  8. Effect of chemically induced osteogenesis supplements on multicellular behavior of osteocytic spheroids

    Kim, J; Inagaki, T; Sunaga, J; Adachi, T; Matsumoto, T

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   622 巻   頁： 79 - 85   2022年9月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Biochemical and Biophysical Research Communications  

    Understanding in multicellular behaviors in three-dimensional (3D) culture models such as organoids is important to help us better comprehend the mechanisms of the morphogenesis and functions of diverse organs in vivo cellular environment. In this study, we elucidated the multicellular behaviors of the osteocytic spheroids in response to the chemically induced osteogenesis supplements (OS). Particularly, we conducted 1) size change measurement, 2) fusion experiment, and 3) collagen embedding experiment of spheroids, in response to the OS. We found out that the OS alters the multicellular behaviors of the spheroid by greater reduction in the size change measurement and slowing down the speed of fusion experiment and collagen embedding experiment of the spheroids. We also highlighted that the driving force of these changes was the tight actin filaments generated on the surface of the spheroids. Hence, the results altogether indicate that the spheroid model exerted the different multicellular behaviors against the differentiation capability. This study will contribute to understanding the multicellular behaviors of the 3D culture model reconstructed by the cells with greater cell-cell interaction force.

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2022.07.026

    Web of Science

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  9. Dependency of deformation of cell nucleus on stretch direction of tissue: Relation to anisotropic response of aortic media to hypertension

    Fan, Y; Wang, JF; Kim, J; Maeda, E; Matsumoto, T

    JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS   133 巻   頁： 105326   2022年9月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials  

    The deformation of the cell nucleus may cause dispersion of chromatin and eventually enhance transcription, translation, and protein expression. If this happens in the hypertensive artery, an excessive stretch of smooth muscle cell (SMC) nuclei caused by hypertension may provoke wall thickening. Here, we measured deformation of SMC nuclei in rabbit thoracic aortas stretched in different directions. Thin 0.2-mm-thick specimens were sliced in the direction perpendicular to their axial and circumferential directions, and stretched in the circumferential and axial directions, respectively. The deformation of the actin filament (AF) network was similar to that of the whole tissue, whereas the deformation of the nucleus was significantly smaller than the others. Notably, the nucleus seldom deformed when the tissue was stretched in the axial direction. A novel cell model in which the nucleus is connected to the extracellular matrix via the AF network successfully explained the relative unresponsiveness of the nucleus to the axial stretch. It has been pointed out that stress is maintained constant in the circumferential direction but not in the axial direction in the artery wall during hypertension. The relative unresponsiveness of the nucleus to the axial stretch represented in this study explains this phenomenon.

    DOI： 10.1016/j.jmbbm.2022.105326

    Web of Science

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    PubMed

  10. Internal radial perfusion bioreactor promotes decellularization and recellularization of rat uterine tissue. 査読有り

    Charoensombut N, Kawabata K, Kim J, Chang M, Kimura T, Kishida A, Ushida T, Furukawa KS

    Journal of bioscience and bioengineering   133 巻 ( 1 ) 頁： 83 - 88   2022年1月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2021.09.007

    PubMed

  11. Comparative gene expression analysis for pre-osteoblast MC3T3-E1 cells under non-adhesive culture toward osteocyte differentiation 査読有り

    Kim, J; Kigami, H; Adachi, T

    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING   132 巻 ( 6 ) 頁： 651 - 656   2021年12月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Journal of Bioscience and Bioengineering  

    Osteocytes play an important role to modulate the bone remodeling and are also known as terminally differentiated cells originated from the osteoblast precursor cells, but its differentiation mechanism remains unclear. Since an efficient in vitro method to evoke the osteocyte differentiation from the osteoblast precursor cells has not been established, we conducted the comparative gene expression analysis for mouse pre-osteoblast MC3T3-E1 cells in order to elucidate the key factors to induce the osteocyte differentiation from the pre-osteoblast cells. In this study, we prepared four different culture environments by modulating their cell-substrate interaction and cell–cell interaction; (i) low and (ii) high cell density on the adhesive culture models, and (iii) low and (iv) high cell density on the non-adhesive floating culture models. By comparing these conditions in terms of cell-substrate and cell–cell interaction, we showed that the elimination of cell-substrate interaction under non-adhesive floating culture greatly up-regulated the gene expression of osteocyte markers in the pre-osteoblast cells. Moreover, the presence of moderate cell–cell interaction in the non-adhesive spheroid culture further enhanced the up-regulation of osteocyte markers for the pre-osteoblast cells. The results altogether suggest the most appropriate culture environment to induce the in vitro osteocyte differentiation of pre-osteoblast cells.

    DOI： 10.1016/j.jbiosc.2021.09.004

    Web of Science

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    PubMed

  12. Modulation of <i>Sost</i> Gene Expression Under Hypoxia in Three-Dimensional Scaffold-Free Osteocytic Tissue. 査読有り

    Kim J, Adachi T

    Tissue engineering. Part A   27 巻 ( 15-16 ) 頁： 1037 - 1043   2021年8月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1089/ten.TEA.2020.0228

    PubMed

  13. Cell-fate decision of mesenchymal stem cells toward osteocyte differentiation is committed by spheroid culture 査読有り

    Kim, J; Adachi, T

    SCIENTIFIC REPORTS   11 巻 ( 1 ) 頁： 13204   2021年6月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Scientific Reports  

    Osteocytes are mechanosensory commander cells to regulate bone remodeling throughout the lifespan. While the osteocytes are known as terminally differentiated cells derived from mesenchymal stem cells, the detailed mechanisms of osteocyte differentiation remain unclear. In this study, we fabricated 3D self-organized spheroids using human mesenchymal stem cells (MSCs). Under the osteogenesis induction medium, the spheroid culture model exerted the osteocyte-likeness within 2 days compared to a conventional 2D monolayer model. Moreover, we showed that an inhibition of actin polymerization in the spheroid further up-regulated the osteocyte gene expressions. Notably, we represented that the cell condensed condition acquired in the 3D spheroid culture model determined a differentiation fate of MSCs to osteocytes. Taken together, we suggest that our self-organized spheroid model can be utilized as a new in vitro model to represent the osteocyte and to recapitulate an in vitro ossification process.

    DOI： 10.1038/s41598-021-92607-z

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  14. Uniaxially-fixed mechanical boundary condition elicits cellular alignment in collagen matrix with induction of osteogenesis 査読有り

    Jeonghyun Kim, Keiichi Ishikawa, Junko Sunaga, Taiji Adachi

    Scientific Reports   11 巻 ( 9009 )   2021年4月

    　詳細を見る

    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1038/s41598-021-88505-z

  15. Intracellular tension of osteoblast in collagen gel elicits osteocyte alignment under uniaxially-fixed boundary condition

    Kim, J; Ishikawa, K; Sunaga, J; Adachi, T

    BIORHEOLOGY   58 巻 ( 3-4 ) 頁： 161 - 161   2021年

    　詳細を見る

  16. Characterization of self-organized osteocytic spheroids using mouse osteoblast-like cells 招待有り 査読有り

    Jeonghyun Kim, Hiroyuki Kigami, Taiji Adachi

    Journal of Biomechanical Science and Engineering     2020年6月

    　詳細を見る

    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1299/jbse.20-00227

  17. Acquired contractility ability in human endometrial stromal cells by passive loading of cyclic tensile stretch 査読有り

    Jeonghyun Kim, Takashi Ushida, Kevin Montagne, Yasushi Hirota, Osamu Yoshino, Takehiro Hiraoka, Yutaka Osuga, Katsuko Furukawa

        2020年6月

    　詳細を見る

    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1038/s41598-020-65884-3

  18. Cell condensation triggers the differentiation of osteoblast precursor cells to osteocyte-like cells 査読有り

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

      7 巻 ( 288 )   2019年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00288

  19. Dependency of deformation of cell nucleus on stretch direction of tissue: Relation to anisotropic response of aortic media to hypertension 査読有り

    Yong Fan, Junfeng Wang, Jeonghyun Kim, Eijiro Maeda, Takeo Matsumoto

    Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials   133 巻 ( 105326 )   2022年9月

  20. Three-dimensional culture technology: Self-organized spheroid culture drives osteocytogenesis 査読有り

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

        2021年4月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： https://doi.org/10.1109/LifeTech52111.2021.9391919

  21. Fabrication of extracellular matrix hydrogel derived from uterine tissues 査読有り

    Kinyoshi Kawabata, Narintadeach Charoensombut, Jeonghyun Kim, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida, Takashi Ushida, Katsuko Furukawa

      41 巻   頁： 287 - 292   2020年

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  22. Fabrication of uterine decellularized matrix using high hydrostatic pressure through depolymerization of actin filaments 招待有り 査読有り

    Jeonghyun Kim, Shu Takeda, Narintadeach Charoensombut, Kinyoshi Kawabata, Yugo Kishimoto, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida, Takashi Ushida, Katsuko Furukawa

      14 巻 ( 3 ) 頁： 19-00097   2019年9月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1299/jbse.19-00097

  23. Hypergravity down-regulates c-fos gene expression via ROCK/Rho-GTP and the PI3K signaling pathway in murine ATDC5 chondroprogenitor cells 査読有り

    Jeonghyun Kim, Kevin Montagne, Hidetoshi Nemoto, Takashi Ushida, Katsuko Furukawa

      12 巻 ( 9 ) 頁： e0185394   2017年9月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185394. eCollection 2017.

  24. Involvement of the mTOR pathway in redifferentiation of bovine chondrocytes under dynamic hydrostatic loading 査読有り

    Kevin Montagne, Dongig Oh, Jeonghyun Kim, Takashi Ushida, Katsuko S Furukawa

      37 巻   頁： 1 - 8   2016年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  25. Enhanced chondrogenesis with upregulation of PKR using a novel hydrostatic pressure bioreactor 査読有り

    Jeonghyun Kim, Kevin Montagne, Takashi Ushida, Katsuko S Furukawa

      79 巻 ( 2 ) 頁： 239 - 241   2014年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： https://doi.org/10.1080/09168451.2014.975184.

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書籍等出版物 2

  1. オルガノイド研究 ～培養・作製、活用、臨床応用～

    キム・ジョンヒョン、安達泰治、松本健郎（ 担当： 共著 ,  範囲: 範囲:第２編 第１章 第２節『３次元培養技術を用いた骨細胞分化メカニズムの解明 』）

    エヌ・ティー・エス  2024年7月  （ ISBN:ISBN978-4-86043-873-9 ）

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    記述言語：日本語

  2. 最先端ナノライフシステム研究

    キム ジョンヒョン，前田 英次郎，松本 健郎（ 担当： 分担執筆 ,  範囲: 力で組織・細胞を制御する）

    丸善プラネット  2022年 

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    著書種別：教科書・概説・概論

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講演・口頭発表等 30

  1. 階層的リンクル構造が未分化間葉系幹細胞に及ぼす研究

    キム ジョンヒョン, 永島 壮, 王 軍鋒, 前田 英次郎, 奥村 大, 松本 健郎

    日本機械学会 2024年度年次大会  2024年9月9日 

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    開催年月日： 2024年9月

    会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：松山  

  2. Spatiotemporal analysis for hypertrophic chondrocyte differentiation in spheroid culture 国際会議

    Jeonghyun Kim, Kosei Tomida, Eijiro Maeda, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    The 2024 Summer Biomechanics, Bioengineering, & Biotransport Conference (SB3C 2024)  2024年6月11日 

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    開催年月日： 2024年6月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：Wisconsin   国名：アメリカ合衆国  

  3. ヒト間葉系幹細胞由来スフェロイドの圧縮に対する力学挙動評価

    キム ジョンヒョン, 稲垣 貴士, 前田 英次郎, 松本 健郎

    第47回日本バイオレオロジー学会年会  2024年6月8日 

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    開催年月日： 2024年6月

    会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：東京  

  4. Effect of hydrostatic pressure on 3D scaffold-free osteocytic spheroids

    キム ジョンヒョン, 新岡 琴音, 前田 英次郎, 松本 健郎

    第63回日本生体医工学会大会  2024年5月25日 

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    開催年月日： 2024年5月

    会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：鹿児島  

  5. 静⽔圧負荷が マウス⾻芽細胞様細胞由来スフェロイドの ⾻細胞分化に与える影響 招待有り

    キム・ジョンヒョン, 新岡 琴音, 前田 英次郎, 松本 健郎

    日本機械学会 第36回バイオエンジニアリング講演会  2024年5月11日  日本機械学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年5月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：名古屋  

  6. In vitro platforms to study biomechanics and mechanobiology for 3D spheroid models 招待有り 国際会議

    Jeonghyun Kim, Takashi Inagaki, Kotone Niioka, Eijiro Maeda, Takeo Matsumoto

    The 19th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2024)   2024年5月5日  IEEE-NEMS

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年5月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Kyoto   国名：日本国  

  7. Biomechanical analysis in spheroid culture: Induction of hypertrophic chondrocyte differentiation 国際会議

    Jeonghyun Kim, Kosei Tomida, Eijiro Maeda, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    The 12th Asian-Pacific Conference on Biomechanics   2023年11月16日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

  8. Application of hydrostatic pressure to facilitate the osteocyte differentiation in spheroid culture 招待有り

    Jeonghyun Kim, Kotone Niioka, Eijro Maeda, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    The Korean Society of Mechanical Engineers Annual Meeting  2023年11月3日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Songdo  

  9. Cellular biomechanics using 3D spheroid culture for bone study 招待有り

    Jeonghyun Kim

    日本機械学会 2023年度年次大会  2023年9月3日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  10. Biomechanical analysis of osteocytic spheroids for bone tissue engineering applications 招待有り 国際会議

    Jeonghyun Kim , Takashi Inagaki , Eijiro Maeda , Taiji Adachi , Takeo Matsumoto

    The International Conference on Precision Engineering and Sustainable Manufacturing 2023 (PRESM2023)  2023年7月19日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Okinawa   国名：日本国  

  11. Actin filaments in response to chemical osteogenesis supplements alter the multicellular behavior of osteocytic spheroids 国際会議

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    The 28th Congress of the European Society of Biomechanics  2023年7月11日 

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    開催年月日： 2023年7月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：Maastricht   国名：オランダ王国  

  12. Measurement of multicellular behavior and mechanical properties in 3D osteocytic spheroids 招待有り

    キム ジョンヒョン, 稲垣 貴士, 前田 英次郎, 安達 泰治, 松本 健郎

    第62回日本生体医工学会大会  2023年5月20日  日本生体医工学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年5月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：名古屋  

  13. In vitro spheroid culture for chondrogenic precursor ATDC5 cells provokes an initial stage of endochondral ossification

    Jeonghyun Kim, Kosei Tomida, Eijiro Maeda, Taij Adachi, Takeo Matsumoto

    The 4th International Symposium on Mechanobiology  2022年11月7日  The Australian Society for Mechanobiology (AuSMB)

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年11月

    記述言語：英語  

    開催地：Sydney   国名：オーストラリア連邦  

  14. Induction of osteocyte differentiation for mesenchymal stem cells in 3D scaffold-free spheroid culture

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society – Asia-Pacific Conference 2022 (TERMIS-AP 2022)  2022年10月7日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：Jeju   国名：大韓民国  

  15. Differentiation fate of mesenchymal stem cells toward osteocyte is determined by actin balancing 国際会議

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

    The 11th Asian-Pacific Conference on Biomechanics  2021年12月3日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2021年12月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：Kyoto, Japan  

  16. Pre-osteoblasts in three-dimensional spheroids exert osteocyte-likeness 国際会議

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

    The 26th Congress of the European Society of Biomechanics   2021年7月13日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2021年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：イタリア共和国  

  17. Intracellular tension of osteoblast in collagen gel elicits osteocyte alignment under uniaxially-fixed boundary condition 招待有り 国際会議

    Jeonghyun Kim, Keiichi Ishikawa, Junko Sunaga, Taiji Adachi

    The 2nd Joint Meeting of the European Society for Clinical Hemorheology and Microcirculation, the International Society for Clinical Hemorheology, and the International Society of Biorheology (ESCHM-ISCH-ISB 2021)   2021年7月7日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2021年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    国名：日本国  

  18. Assays for biomechanical analysis of spheroid culture mode 招待有り 国際会議

    Jeonghyun Kim, Kosei Tomida, Eijiro Maeda, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    The 10th International Conference on Mechanics and Materials in Design 2024 (M2D2024)   2024年9月4日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：名古屋  

  19. ヒト間葉系幹細胞由来スフェロイドの圧縮に対する力学挙動評価

    キム・ジョンヒョン, 稲垣 貴士, 前田 英次郎, 松本 健郎

    第47回日本バイオレオロジー学会年会  2024年6月8日  日本バイオレオロジー学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年6月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：東京  

  20. Effect of hydrostatic pressure on 3D scaffold-free osteocytic spheroids

    キム・ジョンヒョン, 新岡 琴音, 前田 英次郎, 松本 健郎

    第63回日本生体医工学会大会  2024年5月25日  日本生体医工学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2024年5月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：鹿児島  

  21. Hydrostatic pressure-responsive 3D osteocytic culture model

    キム・ジョンヒョン, 新岡琴音, 前田英次郎, 松本健郎

    2023年度日本生体医工学会東海支部大会  2023年10月28日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年10月

  22. Application of spheroid culture to mimic the initial stage of endochondral ossification process

    キム・ジョンヒョン, 富田航世, 前田英次郎, 安達泰治, 松本健郎

    日本機械学会 2023年度年次大会  2023年9月6日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：日本語  

  23. Chemical osteogenesis supplements modulated the multicellular behaviors of osteocytic spheroids

    2023年3月23日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  24. Generation of tight actin filaments in response to osteogenesis supplements modulated the mechanical behaviors of osteocytic spheroids

    キム・ジョンヒョン , 安達泰治 , 松本健郎

    日本機械学会 2022年度年次大会  2022年9月13日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  25. Modulation of mechanical environment to induce osteocyte differentiation of mesenchymal stem cells 国際会議

    Jeonghyun Kim, Takashi Inagaki, Taiji Adachi, Takeo Matsumoto

    9th World Congress of Biomechanics  2022年7月12日  The World Congress of Biomechanics

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年7月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：Taiwan   国名：台湾  

  26. Effect of chemical osteogenesis induction on mechanical behavior of 3D osteocytic spheroids

    キム・ジョンヒョン, 安達泰治, 松本健郎

    第61回日本生体医工学会大会  2022年6月28日  日本生体医工学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年6月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：新潟   国名：日本国  

  27. 骨細胞スフェロイドの機械的挙動に対する 骨分化誘導剤の影響

    キム・ジョンヒョン, 安達泰治, 松本健郎

    第45回日本バイオレオロジー学会年会  2022年6月4日  日本バイオレオロジー学会

    　詳細を見る

    開催年月日： 2022年6月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：神奈川   国名：日本国  

  28. ３次元スフェロイド培養による骨細胞分化誘導の研究

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

    第60回日本生体医工学会大会   2021年6月16日  日本生体医工学会

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  29. 三次元骨細胞組織モデルを用いた細胞バイオメカニクス

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

    日本機械学会2021年度年次大会  2021年9月7日  日本機械学会

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  30. 骨芽細胞様細胞を用いた三次元構造体スフェロイドの骨細胞分化モデルへの応用

    Jeonghyun Kim, Taiji Adachi

    第33回バイオエンジニアリング講演会  2021年6月26日  日本機械学会

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

    国名：日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 9

  1. Emerging technologies to study biomechanical and mechanobiological characterization of bone, cartilage, muscle and tendon 国際共著

    2025年2月

    Nagoya – Melbourne Joint Research Workshops Fund 2024 

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

  2. ⾻形成促進に向けた静⽔圧負荷装置の開発

    2024年12月 - 2025年12月

    日東学術振興財団 第41回（2024年度）研究助成 

    キム・ジョンヒョン

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：200000円

  3. 骨オルガノイドの創成と石灰化機構解明

    2024年6月 - 2025年5月

    日比科学技術振興財団 令和6年度 研究開発助成 

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：1000000円

  4. Emerging technologies to study biomechanical and mechanobiological characterization of bone, cartilage, muscle and tendon 国際共著

    2023年9月

    Nagoya – Melbourne Joint Research Workshops Fund 2023 

    Jeonghyun Kim, Kathryn Stok

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：1252396円

  5. 骨細胞の機械的シグナル伝達機構解明に向けた静水圧負荷装置の開発

    2023年4月 - 2024年3月

    シーシーアイ株式会社研究助成プログラム 

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：1000000円

  6. 骨再生医療の実用化：多能性幹細胞を用いた３次元ペレット培養モデルの構築

    研究課題番号：1546  2023年3月 - 2024年3月

    公益財団法人 日立財団  日立財団 倉田奨励金 

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：1000000円

  7. 骨オルガノイド構築と骨細胞分化機構の解明

    研究課題番号：No.5  2022年9月 - 2024年3月

    立松財団 A1.特別研究助成 

    　 詳細を見る

    資金種別：競争的資金

    配分額：3000000円

  8. ３次元培養モデルを用いた静水圧負荷による骨細胞分化制御に関する研究

    2022年8月 - 2023年7月

    内藤科学技術振興財団 研究助成金 

    Kim Jeonghyun

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：1000000円

  9. ３次元細胞組織体による４次元骨・軟骨形成ダイナミクス測定法の開発

    2021年4月 - 2023年3月

    中谷医工計測技術振興財団 技術開発研究助成 奨励研究 

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：4000000円

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共同研究・競争的資金等の研究課題の先頭へ▲

科研費 7

  1. 骨オルガノイド樹立を目指した骨細胞分化メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号：23K17193  2023年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  若手研究  若手研究

    KIM JEONGHYUN

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    未分化幹細胞に骨分化誘導剤を加えシャーレで2次元培養すると骨芽細胞分化が起きるが、細胞を凝集させ3次元培養すると骨細胞分化が促進されることを世界に先駆けて見出したが、そのメカニズムは未だに不明である。そこで本研究では、細胞核形状に注目し、「培養環境における細胞核形状が骨細胞・骨芽細胞分化の運命を決定する」という仮定の下、3次元及び2次元培養モデル内の核形状を定量評価する。また、組織器官形成に重要な役割を持つYAPの細胞核・ 細胞質移行と骨細胞分化の関わりも調べる。これらを通じて骨細胞分化機構が明らかになれば、試験管内で骨機能を模擬する骨オルガノイドモデルの構築に繋がる。

  2. 生物のかたちづくりを利用したものづくり：細胞の力学応答を利用した最適構造構築

    研究課題/研究課題番号：21H04533  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  基盤研究(A)  基盤研究(A)

    松本 健郎, 前田 英次郎, KIM JEONGHYUN, 王 軍鋒

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    担当区分：研究分担者  資金種別：競争的資金

    配分額：400000円

    生物のかたちづくりには力が大きく関わっており，生体組織の多くが力学的最適性を保っている．そこでこれをものづくりに応用するため，1)組織内の力を細胞レベルで明らかにする基盤技術として，張力センサタンパクを発現する細胞を組織に埋め込んでひずみゲージとする手法の確立，2)力学負荷により幼若骨組織に最適構造を自発創成させる手法の確立，3)力による珪藻の被殻形状の制御と被殻形成過程のリアルタイム観察による珪藻被殻の精妙な模様の形成機構の解明を進める.
    Ａ．組織に作用する力の分布を細胞レベルで明らかにする手法の開発：昨年度確立したゲノムレベルでFRET型張力センサを発現するひずみゲージ細胞を組織に注入し，ひずみゲージとしする方法を検討した．マウスの胸大動脈組織に細胞を注入して細胞配向の変化を調べた．細胞は細胞注入後数日で一旦，既存細胞と同じ円周方向を向いたが，培養７日目では円周方向と半径方向に２極化した．ラット胸大動脈壁を用いた昨年の実験とは，一旦，既存細胞と同じ向きに配向する点は同じであったが，培養７日目にランダムな方向に戻る点が違っていた．種の違いの影響があるのかも知れない．
    Ｂ１．幼若骨組織への力学負荷による力学的最適構造の自発的創成：ピクロシリウスレッド染色組織を偏光顕微鏡観察してコラーゲンのTypeIとTypeIIIを区別した．引張によりTypeIコラーゲンの減少が抑制，TypeIIIの増加が抑制されることが判った．また，引張の影響はMode1石灰化領域よりも，Mode2石灰化領域のほうで大きいことが判った．また，TypeIIIに比べTypeIコラーゲンの割合が高いところの方が石灰化領域の増加が大きいことが判った．コラーゲンTypeIと石灰化に深い関係があることが示唆された．
    Ｂ２．骨単位構造形成原因の探索：機械加工で作成した円錐状の型を利用して円錐内面を作製した．この面では細胞は円周方向に優位に動いたが，加工痕に沿って動いた可能性が否定できない．今後，加工痕の無い面を作る方向を開発し調べる必要がある．
    Ｃ．珪藻の被殻形態形成に及ぼす力学刺激の影響の検討：PDMOを利用した形態形成過程の観察，形成された被殻のSEM観察などを通じて，被殻形成過程を詳細に調べた．その結果，Aulacoseiraの被殻は厚く硬そうな内側の被殻と薄く柔らかそうな外側の被殻の2層からなり，両者が滑り合う形で伸長することが判った．
    昨年度立てた実施計画の内容を概ね達成することができ，また，上手く行かないことが判明した部分もあるが，新しい解決方法や課題の進め方を着想することで乗り越えていける可能性が見えてきたから．
    Ａ．組織に作用する力の分布を細胞レベルで明らかにする手法の開発：ひずみゲージ細胞を組織に注入し，ひずみゲージとして利用する方法の検討を継続する．ラット胸大動脈壁にひずみゲージ細胞を注入し３ー５日間培養し，組織を引張った際のひずみゲージ細胞のFRET ratio変化を測定する．平滑筋収縮薬を加えた際の変化も調べる．
    Ｂ１．幼若骨組織への力学負荷による力学的最適構造の自発的創成：幼若骨組織の引張負荷培養実験を継続する．コラーゲンのTypeIとIIIを更に確実に区別するため，免疫蛍光染色を用いた比較も行う．
    Ｂ２．骨単位構造形成原因の探索：加工痕の無い円錐状の型を作製する方法を確立し，これで作製した円錐内面上の細胞の挙動を観察する．
    Ｃ．珪藻の形態形成に及ぼす力学刺激の影響の検討：Aulacoseiraの被殻形成過程の調査を継続する．UV光を当てた長期観察により生長が止まることが判明したので，観察時間の短縮，照射光量をなるべく絞る等の工夫を凝らす．

  3. Scaffold-free tissue積層化による３次元骨軟骨モデル構築

    研究課題/研究課題番号：20K20181  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  若手研究  若手研究

    KIM JEONGHYUN

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4160000円

    骨・軟骨組織の再生に向けて、様々な人工物質を用いたBiphasic scaffoldが開発されてきたが、軟骨と骨の間にはbone-cartilage interfaceという無血管軟骨組織への毛細血管侵入を防ぐ役割を持つ重要な部位があるが、現在の組織工学的なアプローチでは再現できていない。 そこで本研究では、研究代表者がこれまでに開発した三次元細胞シート型の骨scaffold- free tissue(SFT)を軟骨SFTと積層化させる事で、bone-cartilage interfaceを再現できるin vitroモデル(Osteochondral SFT)の開発に挑む。
    本研究では、マウス軟骨前駆細胞(ATDC5)由来スフェロイドを作製・評価した。分化誘導剤無添加の長期培養後、スフェロイド内の細胞の肥大化が確認されると共にスフェロイド中心部からアポトーシスが観察された。これは、軟骨内骨化の初期段階に見られる現象であり、３次元軟骨モデルの構造的効果を示す結果である。また、ヒト間葉系幹細胞由来スフェロイドを用い、分化誘導剤添加によりスフェロイド内の多細胞挙動が変化することが明らかになった。さらに、3次元スフェロイド内の細胞観察において必要な透明化技術を確立し、スフェロイド内の細胞核形状を定量評価するプログラムをPythonを用い開発した。
    軟骨を対象としたマウス軟骨前駆細胞(ATDC5)由来３次元細胞組織体scaffold-free tissue(SFT)を作製・評価し、3次元培養法による構造的な効果を示すことができた。また、3次元培養モデルの多細胞挙動計測法や透明化技術を活用した細胞核形状定量計測法を開発し、3次元培養モデルを対象とする新たなin vitro計測技術発展のための学術的意義がある。さらに、これらの技術は移植後生体内におけるin vivoにおける多細胞挙動を予測できる。これらの計測法は、オルガノイドなどの様々な3次元モデルにおける基礎研究及び移植実験による組織工学・再生医療分野に貢献できる社会的意義がある。

  4. 力学刺激による核内DNAの分散誘導とこれを用いた細胞機能制御の試み：細胞周期の考慮

    研究課題/研究課題番号：24K22404  2024年6月 - 2026年3月

    日本学術振興会  挑戦的研究(萌芽) 

    松本健郎、前田英次郎、キム・ジョンヒョン

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    担当区分：研究分担者  資金種別：競争的資金

    配分額：600000円

  5. 細胞力学刺激応答を引き出す革新的医用材料の創製と腱損傷治癒向上への応用

    研究課題/研究課題番号：24K00757  2024年4月 - 2027年3月

    基盤研究(B)  基盤研究(B)

    前田 英次郎, KIM JEONGHYUN, 松本 健郎

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    本研究課題は私たちの体の運動で重要な役割を果たす腱の損傷治癒を，「力」によって向上させることを目指すものです．治癒を担う細胞に正しい力学負荷を付与することで治癒再生を促進する効果をもたらす人工組織の開発を試み，その効果を細胞実験と動物実験で実証します．同時に，腱を切断しても完全に元通りに再生するイモリでも実験を行い，力に対する細胞応答が腱再生の鍵であるかを検証し，力と腱再生の関係が種を超えた共通の腱再生原理の一つであるかを検討します．

  6. 骨形成再現に向けた旋回培養法による骨オルガノイド大量作製及び新たな活用法構築

    研究課題/研究課題番号：19K23604  2019年8月 - 2021年3月

    日本学術振興会  研究活動スタート支援 

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：2860000円

  7. 脱細胞担体と機械的刺激を用いた子宮組織の再生と子宮着床パッチの開発

    研究課題/研究課題番号：17J07735  2017年4月 - 2018年10月

    日本学術振興会  特別研究員奨励費  

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：1940000円

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産業財産権 1

  1. ひずみ負荷装置

    松本健郎，河合尚之，前田英次郎，キム ジョンヒョン，王軍鋒

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    出願人：名古屋大学

    出願番号：2023-207010  出願日：2023年12月

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担当経験のある科目 (本学) 5

  1. 機械・航空宇宙工学科実験

    2024

  2. 物理学実験

    2022

  3. 材料力学第２及び演習

    2022

  4. 物理学実験

    2021

  5. 材料力学第２及び演習

    2021

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社会貢献活動 3

  1. 令和6年度 高大接続探究ゼミ『細胞を機械工学する』

    役割：講師,　企画,　運営参加・支援

    2024年8月

  2. UST Global Mentoring Conference

    役割：講師,　企画

    The University of Science and Technology, Korea  2024年8月

  3. 令和6年度 テクノサイエンスセミナー『力に応答する細胞を見よう』

    役割：講師,　助言･指導,　運営参加・支援,　実演

    2024年4月 - 2024年8月

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    種別：セミナー・ワークショップ

    東海地区の高校生に，名古屋大学大学院工学研究科機械システム工学専攻の研究教育について講義と実験を通した体験学習を行い，バイオメカニクス研究の楽しさと重要性を実感してもらう．同時に，参加者と大学の教員・学生との交流の場を提供する．

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