Development of the periodontal therapy by the stromal cell derived factor -Analysis of periodontal ligament cells derived from Down's syndrome -

• Project/Area Number: 16K11812
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthodontics/Pediatric dentistry
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: Asakawa Takeyoshi 昭和大学, 歯学部, 助教 (20347884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 健太郎 昭和大学, 歯学部, 講師 (10585699) ; 宮本 洋一 昭和大学, 歯学部, 准教授 (20295132) ; 長谷川 智一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 講師 (50274668) ; 上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: Periodntal ligament cell / Down's syndrome / SDF-1 / DSCR-1 / SV40 / hTERT / PDL / Down症候群 / ＤＳＣＲ１ / マイクロアレイ解析 / 染色体異常 / 歯周疾患 / 歯根膜 / ダウン症候群 / DSCR1 / 発現ベクター / 歯根膜由来細胞 / FGF-2 / 歯学 / 再生医療 / 発生・分化

Outline of Final Research Achievements

We established immortalized periodontal ligament cells obtained from Down’s syndrome patients by use of SV40T-Ag and hTERT gene transfection. Expressions of SV40T-Ag and hTERT were observed in periodontal ligament cell-derived immortalized cells established from healthy (STPDL) and Down’s syndrome patient (STPDLDS).That showed cell doubling occurred more than 80 times. Simple karyotype analyses were performed to analyze ploidy, aneuploidy, and presence or absence of chromosome translocation. Primary cultured periodontal ligament cells obtained from the patients showed a three occurrences of chromosome 21, whereas STPDLDS samples showed a large number of abnormal chromosomes in those results. Gene expression analysis revealed that both STPDL and STPDLDS retained the same gene expression pattern as pPDL as periodontal ligament cells. These results suggest that the newly established STPDLDS cell line may be a useful tool for study of periodontal disease in Down’s syndrome patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ダウン症候群は合併症として,心室中隔欠損,白血病などの血液疾患を認める. これらは,21番染色体トリソミーにより,同染色上にあるDSCR1の発現を活性させ,血管形成に関するカルシニューリンシグナル経路を阻害することが要因として考えられている. これらは,ダウン症候群の歯科的特徴である進行性の歯周炎などにも影響していると考えられる.本研究結果より獲得したSTPDLDSにおいてSV40 Positive, hTERTの有意な活性の上昇,Hayflick limitを超える細胞増殖,DSCR1発現の上昇,核型解析より,染色体の倍加を認めた.これらを解析し歯周疾患の効果的な治療方法を確立する.

Research Products

• [Presentation] Down症候群永久歯歯根膜由来細胞株の樹立 (2019)
  • Author(s): 浅川 剛吉, 久木野 真純, 長谷川 智一, 吉村 健太郎, 井澤 基樹, 川島 翼, 高橋 万莉, 五十嵐 遙, 井上 結衣, 山口 真奈, 池田 理沙, 伏見 尚子, 志賀 正康, 船津 敬弘
  • Organizer: 日本障害者歯科学会
• [Presentation] ダウン症候群永久歯歯根膜由来細胞のマイクロアレイ比較解析 (2019)
  • Author(s): 浅川 剛吉, 久木野 真純, 長谷川 智一, 浅川 麻美, 吉村 健太郎, 笹 清人, 松島 瞳, 新田 雅一, 永田 夏琳, 若月 宏之, 杉山 智美, 島田 幸恵, 上條 竜太郎, 船津 敬弘
  • Organizer: 日本小児歯科学会
• [Presentation] Down症候群乳歯歯根膜由来細胞のDYRK1A発現解析 (2018)
  • Author(s): 浅川 剛吉, 大川 真純, 永田 夏琳, 長谷川 智一, 宮本 洋一, 吉村 健太郎, 笹 清人, 馬目 瑤子, 杉山 智美, 上條 竜太郎, 島田 幸恵
  • Organizer: 第55回 日本小児歯科学会
• [Presentation] DSCR1 expression on periodontal ligament cell derived from Down syndrom (2018)
  • Author(s): Takeyoshi Asakawa, Yoichi Miyamoto, Atsushi Yamada, Kentaro Yoshimura, Sasa Kiyohito, Tomokazu Hasegawa*,Yoko Manome, Masumi Okawa, Masayasu Shiga. Tomomi Sugiyama, Ryutaro Kamijo and Yukie Shimada.
  • Organizer: 96th International Association for Dental Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト歯根膜由来細胞株の確立ーDown症候群由来細胞とのSDF1α発現解析ー (2017)
  • Author(s): 浅川 剛吉
  • Organizer: 日本歯科保存学会
• [Presentation] Establishing and SDF-1α regulation of expression on periodontal ligament cells derived from human teeth (2017)
  • Author(s): Takeyoshi Asakawa
  • Organizer: 国際歯科研究学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒトの歯に由来する歯周靱帯細胞株の樹立とSDF-1αの発現調節の分析(Establishing and SDF-1α Regulation of Expression on Periodontal Ligament Cells derived from Human Teeth) (2016)
  • Author(s): Asakawa Takeyoshi(Showa University), Miyamoto Yoichi, Yoshimura Kentaro, Sasa Kiyohito, Hasegawa Tomokazu, Chosa Naoyuki, Ishisaki Akira, Kadena Miki, Manome Yoko, Kuritani Miku, Kamijo Ryutaro, Funatsu Takahiro, Shimada Yukie
  • Organizer: 国際小児歯科学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-05-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 歯髄細胞におけるFGF2によるSDF-1αの抑制の分子機序(Molecular Mechanisms of SDF-1α Suppression by FGF2 in Dental Pulp Cells)(英語)(会議録) (2016)
  • Author(s): Akazawa Yuki(Tokushima University), Hasegawa Tomokazu, Yoshimura Yoshitaka, Chosa Naoyuki, Asakawa Takeyoshi, Sugimoto Asuna, Kitamura Takamasa, Ueda Kimiko, Kawarabayashi Keita, Ishisaki Akira, Takahashi Riku, Suehiro Yoto, Iwamoto Tsutomu
  • Organizer: 国際小児歯科学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-05-26
  • Int'l Joint Research