| Project/Area Number |
19K10177
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
大井田 新一郎 鶴見大学, 名誉教授 (10114745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺島 達夫 鶴見大学, 歯学部, 非常勤講師 (20114770)
山本 竜司 鶴見大学, 歯学部, 講師 (20410053)
唐木田 丈夫 鶴見大学, 歯学部, 准教授 (40367305)
大熊 理紗子 (千葉 理紗子) 鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (50804887)
斉藤 まり 鶴見大学, 歯学部, 助教 (60739332)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ラパマイシン / BMP / 歯の再生 / 骨の再生 / 石灰化 / 骨芽細胞の分化 / 象牙芽細胞の分化 / 硬組織再生 |
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| Outline of Research at the Start |
歯髄細胞および骨芽細胞における、骨形成タンパク質（Bone Morphogenetic Protein; BMP）の増殖・分化誘導へのラパマイシン(rapamycin)の作用機構を明らかにするため、マウス培養株細胞（C2C12）、ブタ歯随由来細胞（PPU-7）およびマウス歯胚器官培養系を用いて研究を行う。次にヒト骨芽細胞、歯随細胞および歯根膜細胞を用いてヒト細胞への効果を検討し、あわせて動物（マウスおよびラット）実験系により、歯および歯周組織（歯根膜および歯槽骨）の分化におけるのラパマイシンの効果を調べ、臨床応用への可能性を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
硬組織形成におけるラパマイシンと骨形成タンパク質(Bone Morphogenetic Protein: BMP)の相互作用を研究し、臨床応用への可能性を検討した。
骨形成に関しては、マウスの骨芽細胞系株細胞(C2C12)を用いて実験を行い、ラパマイシンとBMPの単独投与では、骨形成の指標であるアルカリホスファターゼ(ALP)活性が上昇し、石灰化の指標であるリン酸とカルシウムの量が増加した。さらに両者を同時に投与すると著しい相乗効果が認められ、骨芽細胞への分化誘導経路は両者の各種の阻害剤を用いた実験で、ある程度明らかとなった。
歯の形成については、ブタ歯髄由来の象牙芽細胞様株細胞(PPU-7)を用いた三次元培養で、BMPにより球状の細胞塊が成長し、組織標本では細胞層に囲まれた石灰化組織が観察された。ラパマイシンの投与では、球状の細胞塊は小さくなり、周囲の細胞層が非常に薄くなる傾向が認められた。石灰化を定量化するため、細胞塊を塩酸で脱灰後、脱灰液中のカルシウムを測定した。BMP投与では、投与量に比例して細胞塊は大きくなり、カルシウムの絶対量は増加するが、細胞塊の体積当たりのカルシウム量には大きな差はなかった。一方、ラパマイシンの投与では、細胞塊の体積当たりのカルシウム量は著しく増加した。マウス歯胚の器官培養系を用いた実験では、基質形成前の16.5日の歯胚にラパマイシンとBMPを加え、石灰化するまで培養し、マイクロＸ線撮影と組織標本で観察した結果、PPU-7を用いた三次元培養の結果と同様であることが確認された。
以上の結果から、ラパマイシンとBMPは、歯および骨の形成を促進することが明らかとなり、これらの物質はすでに臨床使用されているため、将来的な歯科領域への応用が期待される。
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