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Development of new periodontal treatment targeting using GMSC-derived exosomes

Research Project

Project/Area Number 17K11987
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Periodontology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Fukuda Takao  九州大学, 大学病院, 講師 (80507781)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 英紀  九州大学, 歯学研究院, 教授 (80208222)
讃井 彰一  九州大学, 大学病院, 講師 (70507780)
武富 孝治  久留米大学, 医学部, 講師 (10553290)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords歯肉幹細胞 / エクソソーム / miRNA / マクロファアージ / 歯学 / 歯周治療学
Outline of Final Research Achievements

Mesenchymal stem cells from gingiva (GMSCs) are easier to isolate, and appear to secrete higher amounts of exosome than other MSCs. Our preliminary data demonstrated that exosome from TNF-stimulated GMSCs markedly drove macrophage polarization toward anti-inflammatory (M2) phenotype, suggesting that this negative feedback loop could be beneficial for better wound healing. To further investigate the therapeutic potential of exosomes from GMSCs, we investigated its effect on alveolar bone loss from the viewpoint of exosomal miRNA.
Exosomes from GMSCs markedly suppressed alveolar bone resorption in mice model of periodontitis. Exosome from GMSC significantly inhibited RANKL expression in LPS-treated PDLCs, and the effect was further enhanced by prior treatment of GMSCs with TNF. Exosomes derived from GMSCs suppressed bone loss, and TNF-induced exosomal miRNA was essential for the suppression of RANKL expression.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、歯周組織の再生を目的とした再生療法が精力的に行われている。ただ大きな欠損や水平性欠損に対する効果的な再生療法は未だに確立されていない。この問題を解決する方法として、近年注目されている幹細胞を中心とした細胞移植による細胞治療はめざましい成果をあげつつも、必要設備・コストなどの面から、歯科臨床への普及には多くのハードルが課せられているのが現状である。
歯肉幹細胞は、他組織のMSCに比べ採取が容易であるうえにエクソソームの分泌量が有意に高いという特性を持つため、最小限のMSCから歯周組織再生シグナルをより効果的に誘導する、安全性の高い次世代の幹細胞治療の開発基盤として期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 6 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Dental pulp cell-derived powerful inducer of TNF-α comprises PKR containing stress granule rich microvesicles.2019

    • Author(s)
      Suzuki S, Fukuda T, Nagayasu S, Nakanishi J, Yoshida K, Hirata-Tsuchiya S, Nakao Y, Sano T, Yamashita A, Yamada S, Ohta K, Shiba H, Nishimura F.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 3825-3825

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40046-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amelogenin induces M2 macrophage polarisation via PGE2/cAMP signalling pathway2017

    • Author(s)
      Yamamichi Kensuke、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Toyoda Kyosuke、Tanaka Urara、Nakao Yuki、Yotsumoto Karen、Yamato Hiroaki、Taketomi Takaharu、Uchiumi Takeshi、Nishimura Fusanori
    • Journal Title

      Archives of Oral Biology

      Volume: 83 Pages: 241-251

    • DOI

      10.1016/j.archoralbio.2017.08.005

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sprouty2 is involved in the control of osteoblast proliferation and differentiation through the FGF and BMP signaling pathways2017

    • Author(s)
      Taketomi Takaharu、Onimura Tomohiro、Yoshiga Daigo、Muratsu Daichi、Sanui Terukazu、Fukuda Takao、Kusukawa Jingo、Nakamura Seiji
    • Journal Title

      Cell Biology International

      Volume: 9999 Issue: 9 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1002/cbin.10876

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Angiopoietin-like protein 2 is a positive regulator of osteoblast differentiation.2017

    • Author(s)
      Takano A, Fukuda T, Shinjo T, Iwashita M, Matsuzaki E, Yamamichi K, Takeshita M, Sanui T, Nishimura F.
    • Journal Title

      Metabolism

      Volume: 69 Pages: 157-170

    • DOI

      10.1016/j.metabol.2017.01.006

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Roles of serum in innate immune responses of human leukocytes to synthetic lipopeptide2017

    • Author(s)
      Sanui Terukazu、Takeshita Masaaki、Fukuda Takao、Tanaka Urara、Alshargabi Rehab、Aida Yoshitomi、Nishimura Fusanori
    • Journal Title

      International Immunopharmacology

      Volume: 50 Pages: 61-68

    • DOI

      10.1016/j.intimp.2017.06.006

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  • [Journal Article] Adhesion attenuates respiratory burst induced by different modes of triggering in resting or LPS-primed neutrophils2017

    • Author(s)
      Sanui Terukazu、Takeshita Masaaki、Fukuda Takao、Tanaka Urara、Alshargabi Rehab、Aida Yoshitomi、Nishimura Fusanori
    • Journal Title

      Immunobiology

      Volume: 222 Issue: 8-9 Pages: 865-871

    • DOI

      10.1016/j.imbio.2017.05.001

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  • [Journal Article] Microarray Analysis of the Effects of Amelogenin on U937 Monocytic Cells2017

    • Author(s)
      Sanui Terukazu、Fukuda Takao、Yamamichi Kensuke、Toyoda Kyosuke、Tanaka Urara、Yotsumoto Karen、Taketomi Takaharu、Nishimura Fusanori
    • Journal Title

      American Journal of Molecular Biology

      Volume: 07 Issue: 02 Pages: 107-122

    • DOI

      10.4236/ajmb.2017.72009

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  • [Presentation] 歯肉幹細胞由来エクソソームは歯根膜細胞の RANKL 発現を抑制する2019

    • Author(s)
      中尾雄紀、福田隆男、渡邊ゆかり、林千華子、四本かれん、大和寛明、田中麗、讃井彰一、西村英紀
    • Organizer
      第62回春季日本歯周病学会学術大会
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    • Author(s)
      中尾雄紀、福田隆男、渡邊ゆかり、林千華子、四本かれん、大和寛明、田中麗、讃井彰一、西村英紀
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      福田隆男
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      第151回秋季日本歯科保存学会秋季学術大会
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      福田隆男
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  • [Presentation] 分子基盤に基づいた歯周組織再生療法の確立に向けて2018

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      福田隆男
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      第51回 日本歯周病学会若手研究者の集い
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  • [Presentation] 歯肉幹細胞由来エクソソームによる抗炎症性マクロファージ誘導機序の検討 ~間葉系幹細胞培養上清の有する抗炎症作用に注目して~2018

    • Author(s)
      中尾雄紀,福田隆男,讃井彰一,田中麗,渡邊ゆかり,大和寛明,四本かれん,西村英紀
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      第61回秋季日本歯周病学会学術大会
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      中尾雄紀,福田隆男,讃井彰一,田中麗,渡邊ゆかり,大和寛明,四本かれん,西村英紀
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      平成30年度日本歯周病学会九州五大学・日本臨床歯周病学会九州支部・合同研修会
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  • [Presentation] 炎症脂肪/歯周組織における抗炎症分子の探索研究2018

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      6.眞田大樹、佐野朋美、福田隆男、岩下未咲、山下明子、藤田剛、讃井彰一、栗原英見、西村英紀
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      第148回日本歯科保存学会2018年度春季学術大会
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      5.Rehab Alshargabi, Aiko Takano, Akiko Yamashita, Misaki Iwashita, Takao Fukuda, Terukazu Sanui, Fusanori Nishimura
    • Organizer
      第61回春季日本歯周病学会学術大会
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  • [Presentation] プロテオーム解析と歯肉幹細胞エクソソームを応用した新規歯周病治療の分子基盤構築2017

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      福田隆男
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  • [Presentation] プロテオーム解析と歯肉幹細胞エクソソームを応用した歯周病治療の開発に向けて2017

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      福田隆男
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      第59回歯科基礎医学会学術大会 アップデートシンポジウム
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  • [Presentation] 広汎型侵襲性歯周炎患者に対し歯周組織再生療法を含む包括的治療を行った一症例2017

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      5.福田 隆男,中尾 雄紀,讃井 彰一,豊田 敬介,田中 麗,西村 英紀
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      日本歯周病学会60周年記念京都大会
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      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/324

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      http://www.dent.kyushu-u.ac.jp/perio/

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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