オミックス解析を用いた歯根膜発生機構の解明と幹細胞誘導型組織再生技術への応用
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19H03832
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
和田 尚久 九州大学, 歯学研究院, 教授 (60380466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
友清 淳 九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)
祐田 明香 九州大学, 大学病院, 助教 (20814081)
藤井 慎介 九州大学, 歯学研究院, 講師 (60452786)
御手洗 裕美 九州大学, 大学病院, 助教 (60801660)
和田 裕子 九州大学, 歯学研究院, 助教 (70380706)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 歯胚 / 歯根膜 / 歯小嚢 / 幹細胞 / 歯周組織再生 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、歯周病などによって大きく喪失した歯周組織の新たな再生療法として、幹細胞移植によって歯根膜および歯槽骨の再生を積極的に促す方法が提案されているが実現に至っていない。本研究では、歯胚発生期に着目してオミックス解析により歯根膜発生・形成に重要な特異的因子を同定、機能解析することで歯根膜発生機構の一端を解明する。さらに歯根膜発生・形成に重要な同定因子を幹細胞分化制御候補因子として歯根膜細胞への分化誘導能についてin vitroおよびin vivo両面から機能解析を行い、歯根膜組織再生のための幹細胞分化制御機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯胚発生期に着目してオミックス解析により歯根膜発生・形成に重要な特異的因子を同定、機能解析することで歯根膜発生機構の一端を解明し、さらに歯根膜発生・形成に重要な同定因子を幹細胞分化制御候補因子として歯根膜細胞への分化誘導能について検討することを目的として研究をさらに進めた。
これまでに、マウス胎生18日齢の臼歯歯胚より、歯胚上皮組織、歯乳頭組織、歯小嚢組織を分離し、微量RNA-seqによる発現遺伝子の網羅的解析の結果、歯小嚢組織に高発現していた複数の因子を抽出し、各因子の発現パターンの解析および機能解析を進めた。Tmem100 は免疫組織化学染色にてE18.5歯小嚢に強い発現が認められたが、生後マウスの歯根膜には発現が弱く、象牙芽細胞、骨の辺縁に発現を強く認められた。また、E18.5歯小嚢細胞およびヒト歯根膜幹細胞株2-23において発現を確認した。2-23ならびにE18.5歯小嚢細胞を石灰化誘導培地で培養すると、Tmem100の発現が有意に上昇した。TGM2 は免疫組織化学染色にてE18.5歯小嚢に強い発現が認められ、ヒト歯根膜幹細胞株2-23の細胞質部分に発現を認めた。2-23細胞にTGM2 siRNAを導入し、WST-1 assayを行うと、TGM2 KDした細胞において細胞増殖能が有意に減少した。また、Acta2の解析を進めたところ、ヒト歯根膜幹細胞株2-23および初代ヒト歯根膜細胞において発現を確認した。歯根膜細胞においてTGF-beta刺激により1型コラーゲン、ペリオスチンおよびフィブリリンの発現が上昇したが、Acta2 siRNA により、その発現が抑制された。これらの結果から、各因子が歯の形態形成および歯根膜組織の維持に重要な役割を担っていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
3因子について、予定していた発現パターンの解析と機能解析の結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はGO解析により歯根膜形成に重要な候補因子として関連する転写因子を抽出して、機能解析を継続する。また、マウス臼歯歯胚発生期組織切片を用いて経時的に免疫組織学的に検討する。さらにマウス歯根形成期歯胚歯胚器官培養法を用いた機能解析を行う予定である。
本研究の結果により歯根膜発生・形成に重要な特異的因子を同定し、歯根膜発生機構の一端を明らかにすることができると予測される。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Actin alpha 2, smooth muscle, a transforming growth factor-β1-induced factor, regulates collagen production in human periodontal ligament cells via Smad2/3 pathway2023
Author(s)
Naati Fakatava, Hiromi Mitarai, Asuka Yuda, Akira Haraguchi, Hiroko Wada, Daigaku Hasegawa, Hidefumi Maeda, Naohisa Wada
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Journal Title
Journal of Dental Sciences
Volume: 2
Issue: 2
Pages: 567-576
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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