新規合成ペプチドの作用機序の解明とそれに基づく新たな歯周組織再生創薬の開発

• Project/Area Number: 14J08459
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Periodontology
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 嘉藤 弘仁 大阪歯科大学, 歯学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 再生 / 歯周組織 / 幹細胞 / ペプチド / 創薬 / 骨

Outline of Annual Research Achievements

歯根膜幹細胞に合成ペプチドを作用させると、Platelet-derived Growth Factor Beta Polypeptide (PDGF-β)の遺伝子発現が有意に増加した。このPDGF-βはエムドゲインと同様の生理作用を示すことが知られている。PDGF-βの生理作用として、細胞増殖と細胞遊走を活性化すると報告されている。したがって、合成ペプチドは歯周組織再生のうえで重要な再生領域への細胞の増殖・遊走を活性化させる機能を有する可能性があることが示唆された。Microarray解析（網羅的遺伝子解析）では、歯根膜幹細胞に合成ペプチドを作用させると、Leucine-rich repeat-containing protein (LRR)の遺伝子発現がコントロール群と比較して35倍増強された。LRRは骨芽細胞に高く発現する遺伝子であるとされている。すなわち、合成ペプチドはLRRを介して歯根膜幹細胞の骨芽細胞分化を促進する可能性が示唆された。この発見は合成ペプチドがLRRを介して作用する新しい知見を発見することができたといえる。Western blot解析（シグナル経路解析）では、また歯根膜幹細胞と同様に、歯周組織再生に重要な細胞であるヒト間葉系幹細胞に合成ペプチドを作用させ、タンパクを抽出した。採取したタンパクをWestern blotを用いて、シグナル経路の解析を行った。エムドゲインはERKを介して生理活性を示すことが知られている。そこで、採取したタンパクを用いて、ERKの発現について検討した。その結果、合成ペプチドはERKの発現を有意に活性化することが示唆された。本研究では、未解明であった合成ペプチドの作用機序について検討を行い、その一部について解明することができた。しかしながら、今後の課題として、合成ペプチドについてはin vivo実験等のさらに詳細な検討が必要であると思われる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The effects of synthetic oligopeptide derived from enamel matrix derivative on cell proliferation and osteoblastic differentiation of human mesenchymal stem cells. (2014)
  • Author(s): Nobuhito Katayama, Hirohito Kato, Yoichiro Taguchi, Akio Tanaka, Makoto Umeda
  • Journal Title: International Journal of Molecular Science Volume: 15 Issue: 8 Pages: 14024-14043
  • DOI: 10.3390/ijms150814026
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] エナメルマトリックスデリバティブとエナメルマトリックスデリバティブ由来合成ペプチドのヒト歯根膜細胞に及ぼす影響の相違. (2014)
  • Author(s): 田幡 元, 田口 洋一郎, 安井 菜津希, 嘉藤 弘仁, 髙橋 宰達, 木村 大輔, 奥田 麻貴子, 南堂 百映, 小石 玲子, 山脇 勲, 中島 幸市朗, 楠本 哲次, 富永 和也, 田中 昭男, 梅田 誠.
  • Journal Title: 日本歯科保存学雑誌 Volume: 57 Pages: 130-136
  • NAID: 130004669773
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Porous Materials to Three-dimensional Tissue Culture in Capillary Formation <i>in Vitro</i> (2014)
  • Author(s): Tomoharu Okamura, Tetsunari Nishikawa, Masahiro Wato, Kazuya Tominaga, Hirohito Kato, Koichi Imai, Akio Tanaka.
  • Journal Title: Journal of Oral Tissue Engineering Volume: 12 Issue: 2 Pages: 93-99
  • DOI: 10.11223/jarde.12.93
  • NAID: 130005130414
  • ISSN: 1348-9623, 1880-0823
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒト間葉系幹細胞に対するエナメルマトリックス由来合成ペプチドの効果 (2014)
  • Author(s): 片山暢仁、嘉藤弘仁、田口洋一郎、梅田誠、田中昭男
  • Organizer: 第57回秋季日本歯周病学会学術大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県, 神戸市）
  • Year and Date: 2014-10-19
• [Presentation] 高血糖はヒト歯根膜幹細胞の骨芽細胞分化を阻害し、炎症性サイトカインの産生を促進する (2014)
  • Author(s): 嘉藤弘仁、片山暢仁、田口洋一郎、富永和也、梅田誠、田中昭男
  • Organizer: 第57回秋季日本歯周病学会学術大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県, 神戸市）
  • Year and Date: 2014-10-19
• [Presentation] 高血糖はヒト歯根膜幹細胞の骨芽細胞分化を阻害し、炎症性サイトカインの産生を促進する。 (2014)
  • Author(s): 嘉藤弘仁、岡村友玄、富永和也、和唐雅博、西川哲成、田中昭男
  • Organizer: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県, 福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] Hyperglycemia suppresses osteoblastic differentiation and promotes receptor for advanced glycation end products (RAGE) expression in periodontal ligament stem cells. (2014)
  • Author(s): Hirohito Kato, Nobuhito, Katayama, Kazuya Tominaga, Makoto Umeda, Akio Tanaka.
  • Organizer: American Academy of Periodontology 100th Annual meeting
  • Place of Presentation: San Fransisco, USA
  • Year and Date: 2014-09-20
• [Presentation] 高血糖はヒト歯根膜幹細胞の骨芽細胞分化, および石灰化を阻害する (2014)
  • Author(s): 嘉藤弘仁、片山暢仁、田口洋一郎、富永和也、梅田誠、田中昭男
  • Organizer: 第57回春季日本歯周病学会学術大会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場（岐阜県, 岐阜市）
  • Year and Date: 2014-05-23