Establishment of induction method from iPS cells to odontogenic cells

• Project/Area Number: 18K09511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: Suzawa Tetsuo 昭和大学, 歯学部, 講師 (60271285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: iPS細胞 / エナメル芽細胞 / 象牙芽細胞 / 神経堤由来細胞 / 上皮-間葉相互作用

Outline of Final Research Achievements

We investigated techniques for inducing iPS cells to dental epithelial cells or dental mesenchymal cells. 1) iPS cells were induced into neural crest-derived cells by EGF and FGF-2, and then into odontoblast-like cells by BMP-2. These inductions increased the gene expression of DSPP and RUNX2. 2) iPS cells were induced into keratinocytes by retinoic acid and BMP-4, and then into ameloblast-like cells by FGF-8 and Shh. These inductions increased the gene expression of AMBN and AMELX. These results demonstrated that iPS cells could be guided differentiation toward odontogenic lineage via regulating the signaling of tooth development, without odontogenic cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

iPS細胞から歯原性細胞のサポート無しにエナメル芽細胞へ誘導することは、不明な点が多いエナメル芽細胞分化を解き明かす一助になる。iPS細胞から誘導した歯原性上皮細胞と歯原性間葉細胞の上皮‐間葉相互作用による歯原性細胞に依存しない歯胚形成は、歯を失った高齢者などに対応できる歯胚再生法として有望と考える。

Research Products

• [Journal Article] Neural crest-derived cells in nasal conchae of adult mice contribute to bone regeneration (2021)
  • Author(s): Yoshida Hiroshi、Suzawa Tetsuo、Shibata Yo、Takahashi Masahiro、Kawai Ryota、Takami Masamichi、Maki Koutaro、Kamijo Ryutaro
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 554 Pages: 173-178
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.079
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Zoledronate promotes inflammatory cytokine expression in human CD14-positive monocytes among peripheral mononuclear cells in the presence of γδ T cells. (2021)
  • Author(s): Takimoto R, Suzawa T, Yamada A, Sasa K, Miyamoto Y, Yoshimura K, Sasama Y, Tanaka M, Kinoshita M, Ikezaki K, Ichikawa M, Yamamoto M, Shirota T, Kamijo R
  • Journal Title: Immunology Volume: 162(3) Issue: 3 Pages: 306-313
  • DOI: 10.1111/imm.13283
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional analysis of PTH1R variants found in primary failure of eruption. (2020)
  • Author(s): Izumida E, Suzawa T, Miyamoto Y, Yamada A, Takimoto R, Otsu M, Saito T, Yamaguchi T, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Yoshimura K, Sasa K, Takimoto R, Uyama R, Shirota T, Maki K, Kamijo R.
  • Journal Title: Journal of Dental Research Volume: 99 Issue: 4 Pages: 429-436
  • DOI: 10.1177/0022034520901731
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prospects of neural crest-derived cells from oral and dentofacial tissues for application in regenerative medicine (2020)
  • Author(s): Tetsuo Suzawa, Hiroshi Yoshida
  • Journal Title: Oral Science International Volume: 17 Issue: 3 Pages: 115-125
  • DOI: 10.1002/osi2.1064
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 神経堤由来細胞:再生医療の自家細胞ソースとしての可能性 (2020)
  • Author(s): 須澤徹夫、笹清人、吉村健太郎、山田篤、宇山理紗、宮本洋一、上條竜太郎
  • Journal Title: 月刊「細胞」 Volume: 52 Pages: 203-207
• [Journal Article] Osteoblastic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Uremic Rats. (2020)
  • Author(s): Kato T, Mizobuchi M, Sasa K, Yamada A, Ogata H, Honda H, Sakashita A, Kamijo R
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 532(1) Issue: 1 Pages: 11-18
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.096
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dental implant care and trouble among dependent patients based on the questionnaire survey among Japanese dental practitioners. (2020)
  • Author(s): Sato Y, Koyama S, Ohkubo C, Ogura S, Kamijo R, Sato S, Aida J, Izumi Y, Atsumi M, Isobe A, Baba S, Ikumi N, Watanabe F
  • Journal Title: BMC Oral Health Volume: 20 Issue: 1 Pages: 335-341
  • DOI: 10.1186/s12903-020-01279-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of lipid metabolism on mouse incisor dentinogenesis. (2020)
  • Author(s): Kurotaki, Y., Sakai, N., Miyazaki, T., Hosonuma, M., Sato, Y., Karakawa, A., Chatani, M., Myers, M., Suzawa, T., Negishi-Koga, T., Kamijo, R., Miyazaki, A., Maruoka, Y., Takami, M.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 5102-5102
  • DOI: 10.1038/s41598-020-61978-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lipopolysaccharide (LPS) Inhibits Ectopic Bone Formation Induced by Bone Morphogenetic Protein-2 and TGF-β1 through IL-1β Production. (2020)
  • Author(s): Matsumoto A, Takami M, Urano E, Nakamachi T, Yoshimura K, YamadaA, Suzawa T, Miyamoto Y, Baba K, Kamijo R.
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 62 Issue: 1 Pages: 44-51
  • DOI: 10.1016/j.job.2020.01.004
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prospects of neural crest-derived cells from oral and dentofacial tissues for application in regenerative medicine. (2020)
  • Author(s): Suzawa T, Yoshida H, Takahashi M, Itose M, Takimoto R, Sasama Y, Tanaka M, Ikezaki K, Shirora T, Maki K, Kamijo R.
  • Journal Title: Oral Science International Volume: 17
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 神経堤由来細胞：再生医療の自家細胞ソースとしての可能性 (2020)
  • Author(s): 須澤徹夫、笹清人、吉村健太郎、山田篤、宇山理紗、宮本洋一、上條竜太郎
  • Journal Title: 月刊「細胞」 Volume: 52
• [Presentation] ゾレドロン酸による末梢血単球の破骨細胞分化抑制 (2020)
  • Author(s): 瀧本 玲子, 田中 元博, 山田 篤, 宮本 洋一, 笹 清人, 須澤 徹夫, 吉村 健太郎, 高見 正道, 上條 竜太郎
  • Organizer: 第62回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 骨芽細胞においてPMAはNephronectinの発現をPKCαおよびδを介し抑制する. (2020)
  • Author(s): 木下三博、山田篤、上條竜太郎
  • Organizer: 第38回 日本骨代謝学会学術大会
• [Presentation] モノカルボン酸トランスポーター1は骨芽細胞分化の負の調節因子p53の抑制を介して骨芽細胞分化を促進する (2020)
  • Author(s): 笹清人, 吉村健太郎, 宮本洋一, 上條竜太郎
  • Organizer: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 抗MHC抗体投与後の肺水腫における血管内皮グリコカリックスの分解 (2020)
  • Author(s): 西田梨恵，鈴木 大，笹 清人，山田 篤，田中準一，三島健二，飯島毅彦，上條竜太郎
  • Organizer: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] Rhoファミリー低分子量Gタンパク質Cdc42の血管形成および骨形成に対する機能解析 (2020)
  • Author(s): 吉田優子, 山田篤, 鈴木航, 上條竜太郎, 飯島毅彦
  • Organizer: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] Possible involvement of elastase differentiation of osteoclasts by neutrophils through degradation of osteoprotegerin (2020)
  • Author(s): Sugisaki R, Miyamoto Y, Chikazu D, Kamijo R
  • Organizer: ASBMR (The American Society for Bone and Mineral Research) 2020 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 破骨細胞の分化は活性イオウ分子種によって促進される (2020)
  • Author(s): 杉崎リサ，宮本洋一，赤池孝章，守田匡伸，近津大地，上條竜太郎
  • Organizer: 第73回 日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] 好中球の破骨細胞分化促進作用にエラスターゼによるオステオプロテゲリン分解が関与する (2020)
  • Author(s): 杉崎リサ，宮本洋一，近津大地，上條竜太郎
  • Organizer: 第38回 日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] イオウ呼吸は軟骨細胞の増殖と骨伸長に必須である：顎変形症の新たな治療戦略に向けて (2020)
  • Author(s): 笹間雄志，田中元博，池﨑かおり，上條竜太郎，代田達夫
  • Organizer: 第65回 公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
• [Presentation] 炎症性軟骨細胞死は酸素分圧に依存したモノカルボン酸トランスポーター1の発現を必要とする (2020)
  • Author(s): 田中元博，宮本洋一，吉村健太郎，笹 清人，池﨑かおり，代田達夫，上條竜太郎
  • Organizer: 第67回 昭和大学学士会総会
• [Presentation] ゾレドロン酸はヒト末梢血単球の破骨細胞分化を抑制する (2019)
  • Author(s): 瀧本 玲子、田中 元博、笹 清人、山田 篤、宮本 洋一、須澤 徹夫、吉村 健太郎、代田 達夫、上條 竜太郎
  • Organizer: 第18回東京骨関節フォーラム
• [Presentation] 脂質異常症モデルマウスは切歯の象牙質肥厚を伴う歯髄狭窄を呈する (2019)
  • Author(s): 黒滝優太朗、坂井信裕、宮崎拓郎、細沼雅弘、佐藤ゆり絵、唐川亜希子、茶谷昌宏、マイヤース三恵、須澤徹夫、根岸(古賀)貴子、上條竜太郎、宮崎章、高見正道、丸岡靖史
  • Organizer: 第66回昭和大学学士会総会
• [Presentation] 原発性萌出不全特異的iPS細胞を用いた同疾患発症機序の解明 (2019)
  • Author(s): 泉田恵理、須澤徹夫、山口徹太郎、宮本洋一、上條竜太郎、槇 宏太郎
  • Organizer: 第29回 日本顎変形症学会総会・学術大会
• [Presentation] ビスホスホネートのヒト末梢血単核細胞に対する作用の解析 (2019)
  • Author(s): 瀧本 玲子、宮本 洋一、山田 篤、須澤 徹夫、笹 清人、上條 竜太郎、代田 達夫
  • Organizer: 第65回昭和学士会総会
• [Presentation] 脂肪組織由来再生細胞を応用した膝関節半月板治療法の開発 (2018)
  • Author(s): 須澤徹夫, 糸瀬昌克, 稲垣克記, 上條竜太郎
  • Organizer: 第55回日本口腔組織培養学会学術大会
• [Presentation] 鼻甲介に含まれる神経堤由来細胞の骨誘導を応用した骨移植への検討 (2018)
  • Author(s): 吉田寛，須澤徹夫，高橋正皓，上條竜太郎，槇宏太郎
  • Organizer: 第42回日本口蓋裂学会総会・学術集会
• [Presentation] ビスホスホネートのヒト末梢血単核球に対する作用の解析 (2018)
  • Author(s): 瀧本玲子, 宮本洋一, 山田 篤, 須澤徹夫, 笹 清人, 上條竜太郎, 代田達夫
  • Organizer: 第65回昭和大学学士会総会
• [Presentation] 活性イオウ分子種は破骨細胞分化を促進する (2018)
  • Author(s): 杉崎リサ, 宮本洋一, 笹清人, 吉村健太郎, 山田篤, 宇山理紗, 須澤徹夫, 近津大地, 赤池孝章, 上條竜太郎
  • Organizer: 第33回酸化ストレス学会関東支部会
• [Presentation] Zoledronate promoted the expression of inflammatory cytokines in CD14+ cells in human peripheral blood mononuclear cells and inhibited their differentiation into osteoclasts (2018)
  • Author(s): Reiko Takimoto, Yoichi Miyamoto, Atsushi Yamada, Tetsuo Suzawa, Kiyohito Sasa, Tatsuo Shirota, Ryutaro Kamijo
  • Organizer: The 66th Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
• [Patent(Industrial Property Rights)] 半月板再生用材料及び半月板再生用材料の作製方法 (2018)
  • Inventor(s): 稲垣克記、須澤徹夫、糸瀬昌克、上條竜太郎、代田達夫、嶋根俊和
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人昭和大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018
  • Acquisition Date: 2018