Application of functional amelogenin peptides to bone organoid preparation and bone regeneration

• Project/Area Number: 19K10384
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Yoshimi Yuki 広島大学, 病院(歯), 病院助教 (50707081)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 崇晴 広島大学, 病院(歯), 助教 (20806682) ; 國松 亮 広島大学, 医系科学研究科(歯), 准教授 (40580915) ; 中島 健吾 広島大学, 病院(歯), 歯科診療医 (60823200) ; 粟田 哲也 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (90758179)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: アメロゲニン / 骨再生 / 幹細胞

Outline of Research at the Start

顎裂部骨移植における課題点として、移植骨採取時の侵襲、口腔外力の影響、再生骨の性状などが挙げられ、それらを解決するには、口腔領域由来成分を利用した細胞移植が有効と考える。エナメル蛋白の一種であるアメロゲニンは、硬組織誘導効果を持つ蛋白である。そこで、アメロゲニンの活性部位であるC末端側をもつ機能性アメロゲニンペプチドの硬組織誘導効果に着目し、様々な組織由来の未分化間葉系幹細胞 における硬組織分化調節機構に及ぼす影響について解明し、その制御メカニズムを探索する。また、骨分化を意図した形状に誘導することで、骨オルガノイドを作製する方法の検討を行う。

Outline of Final Research Achievements

The ultimate goal of this study was to establish a tailor-made jaw fissure bone closure therapy for individual bone defects using bone organoids. Issues in bone grafting of the jaw fissure include invasion during bone graft collection, the effect of external force on the oral cavity, and the properties of regenerated bone. To solve these problems, we thought that components derived from the oral cavity region would be effective. Using SHED, which is a stem cell obtained from the deciduous pulp, bone regeneration in the bone defect was evaluated using a mouse calvaria defect model, and the effectiveness was shown.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

口唇裂・口蓋裂は顎顔面領域で最も高い発症率を有する先天疾患である。顎裂を有する患者では多くの症例で学童期に顎裂部腸骨移植が行われる。しかしながら、腸骨採取時の外科的侵襲は患者の大きな負担となる。そこで、本研究では、腸骨採取に代わる骨再生療法として、幹細胞移植を検討した。幹細胞の中でも乳歯歯髄より得られる幹細胞であるSHEDは、さらなる低侵襲により採取可能な幹細胞である。SHEDを用いて、顎裂部の骨再性能における有効性の評価を行った。また、骨再生は顎裂部にかぎらず、他の領域でも待望される課題であることから、本研究は学術的に高い意義があると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Effects of baicalin on the proliferation and expression of OPG and RANKL in human cementoblastlineage cells (2022)
  • Author(s): Kunimatsu R., Kimura A., Sakata S., Tsuka Y., Yoshimi Y., Abe T., Kado I., Yashima Y., Izumino J., Nakatani N., Kitagawa M., Miyauchi M., Takata T., Tanimoto K
  • Journal Title: J Dent Sci Volume: 17 Issue: 1 Pages: 162-169
  • DOI: 10.1016/j.jds.2021.05.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of CD146+ SHED on bone regeneration in a mouse calvaria defect model (2021)
  • Author(s): Rikitake K., Kunimatsu R., Yoshimi Y., Nakajima K., Hiraki T., Putranti NA., Tsuka Y., Abe T., Ando K., Hayashi Y., Nikawa H., Tanimoto K
  • Journal Title: Oral Dis Volume: - Issue: 2 Pages: 725-734
  • DOI: 10.1111/odi.14020
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Landmark annotation and mandibular lateral deviation analysis of posteroanterior cephalograms using a convolutional neural network (2021)
  • Author(s): Takeda S., Mine Y., Yoshimi Y., Ito S., Tanimoto K., Murayama T
  • Journal Title: J Dent Sci Volume: 16 Issue: 3 Pages: 957-963
  • DOI: 10.1016/j.jds.2020.10.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Baicalin inhibits root resorption during tooth movement in a rodent mode (2020)
  • Author(s): Kunimatsu R., Kimura A., Tsuka Y., Horie K., Yoshimi Y., Awada T., Gunji H., Abe T., Nakajima K., Sakata S., Nakatani A., Tanimoto K
  • Journal Title: Archives of Oral Biology Volume: 116 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2020.104770
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Stem cell-derived conditioned media from human exfoliated deciduous teeth promote bone regeneration. (2020)
  • Author(s): Hiraki T, Kunimatsu R, Nakajima K, Abe T, Yamada S, Rikitake K, Tanimoto K
  • Journal Title: Oral diseases Volume: 26 Issue: 2 Pages: 381-390
  • DOI: 10.1111/odi.13244
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] CD146 陽性乳歯歯髄由来間葉系幹細胞を用いた骨再生治療への応用 (2021)
  • Author(s): 力武航大, 國松亮, 吉見友希, 中島健吾, 平木智香, Putranti NAR., 柄優至, 阿部崇晴, 安藤和代, 林陽子, 二川 浩樹, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 80 回日本矯正歯科学会大会・第 5 回国際会議
• [Presentation] 広島大学病院矯正歯科における頭蓋骨癒合症患者に関する調査 (2021)
  • Author(s): 泉野尋, 阿部崇晴, 粟田 哲也, 吉見友希, 角伊三武, 伊藤翔太, 曽浩紀, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 64 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] セマンティックセグメンテーションによる MRI 画像顎関節円板の自動検出 (2021)
  • Author(s): 伊藤翔太, 吉 見友希, 峯裕一, 竹田沙織, 大西梓, 柿本直也, 村山長, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 64 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] 広島大学病院矯正歯科における 6 歯以上の先天性部分性無歯症を伴う矯正歯科患者に関す る統計調査 (2021)
  • Author(s): 曽浩紀, 國松亮, 吉見友希, 阿部崇晴, 粟田哲也, 安藤和代, 角伊三武, 八 島由佳, 伊藤翔太, 泉野尋, 中野綾菜, 小川咲希, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 64 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] 骨形成不全症患者における顎顔面形態と歯科的特徴 (2021)
  • Author(s): 八島由佳, 粟田哲也, 吉見友希, 阿 部崇晴, 角伊三武, 伊藤翔太, 泉野尋, 曽浩紀, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 64 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークによる正面セファログラム特徴点特定および下顎側方偏 位解析 (2021)
  • Author(s): 竹田沙織, 峯裕一, 吉見友希, 伊藤翔太, 谷本幸太郎, 村山長
  • Organizer: 日本デジタル歯科学会第 12 回学術大会
• [Presentation] ディープラーニングによる MRI 画像における顎関節円板の自動セグメンテーション (2021)
  • Author(s): 伊藤 翔太, 吉見友希, 峯裕一, 竹田沙織, 大西梓, 柿本直也, 村山長, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第 80 回日 本矯正歯科学会大会・第 5 回国際会議
• [Presentation] 下顎頭変形を伴う骨格性上顎前突症に対し外科矯正治療を行った 3 例 (2020)
  • Author(s): 小野重弘，水田邦 子，吉見友希，阿部崇晴，植月亮，中川貴之，谷本幸太郎，武知正晃
  • Organizer: ：第 30 回日本顎変形 症学会学術大会
• [Presentation] 広島大学病院矯正歯科受診患者におけるカリエスリスク検査に関する調査 (2020)
  • Author(s): 角伊三武，吉見 友希，國松亮，山田桜，Cynthia CM.，岩井宏次，谷本幸太郎
  • Organizer: 第 63 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] 上顎 Le Fort III 型、Le Fort I 型骨切術を併用し、顔貌と咬合の改善を行った Crouzon 症候群 患者の一治療例 (2020)
  • Author(s): 粟田哲也，角伊三武，安藤和代，吉見友希，阿部崇晴，伊藤翔太，泉野尋， 曽浩紀，小泉祐真，中野綾菜，小笠原伯宏，力武航大，小田花奈衣，谷本幸太郎
  • Organizer: 第 63 回 中・四国矯正歯科学会大会
• [Presentation] 青年期の口唇裂・口蓋裂患者に対して顎裂部骨移植術と外科的矯正治療を行った一例 (2020)
  • Author(s): 曽浩 紀，粟田哲也，吉見友希，阿部崇晴，安藤和代，角伊三武，伊藤翔太，泉野尋，小泉祐真， 中野綾菜，小笠原伯宏，力武航大，小田花奈衣，谷本幸太郎
  • Organizer: 第 63 回中・四国矯正歯科学 会大会
• [Presentation] Relationship between salivation and skeletal morphology in Orthodontic Clinic in Hiroshima University Hospital (2020)
  • Author(s): Yoshimi Y., Kado I., Yamada S., Okada M., Tokui F., Kunimatsu R., Tanimoto K
  • Organizer: The 9th International Orthodontic Congress, The 12th Asian Pacific Orthodontic Congress, The 79th Annual Meeting of the Japanese Orthodontic Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer reduces static friction and suppresses oral bacterial counts: An in vitro study (2020)
  • Author(s): Tsuka Y., Kunimatsu R., Nakajima K., Sumi K., Yoshimi Y., Tanimoto K.
  • Organizer: The 9th International Orthodontic Congress, The 12th Asian Pacific Orthodontic Congress, The 79th Annual Meeting of the Japanese Orthodontic Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of Human Full-length Amelogenin and C-terminal Amelogenin Peptide on the Proliferation of Human Mesenchymal Stem Cells Derived fromAdipose Tissue (2020)
  • Author(s): Ando K., Kunimatsu R., Yoshimi Y., Awada T., Tsuka Y., Sumi K., Abe T., Nakajima K., Tanimoto K
  • Organizer: The 9th International Orthodontic Congress, The 12th Asian Pacific Orthodontic Congress, The 79th Annual Meeting of the Japanese Orthodontic Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 日本人成人男女の正常咬合者における顎顔面形態の変化 (2020)
  • Author(s): 山内優佳，廣瀬尚人，矢野下真， 大西梓，西山沙由理，香川遥，久保尚毅，吉見友希，谷本幸太郎
  • Organizer: 第 59 回広島県歯科医学 会, 第 104 回広島大学歯学会例会
• [Presentation] 広島大学病院矯正歯科における 6 歯以上の非症候性部分性無歯症を伴う矯正患者に関する 統計調査 (2020)
  • Author(s): 曽浩紀，吉見友希，粟田哲也，阿部崇晴，角 伊三武，八島由佳，伊藤翔太，泉 野尋，小川咲希，國松 亮，谷本幸太郎
  • Organizer: 第 59 回広島県歯科医学会, 第 104 回広島大学歯学 会例会
• [Presentation] 乳歯歯髄由来間葉系幹細胞培養上清の骨再生治療への応用 (2019)
  • Author(s): 平木 智香, 國松 亮, 中島 健吾, 阿部 崇晴, 山田 桜, 力武 航大, 粟田 哲也, 吉見 友希, 柄 優至, 加来 真人, 谷本 幸太郎
  • Organizer: 第78回日本矯正歯科学会・学術大会
• [Presentation] 未分化間葉系幹細胞が破骨細胞前駆細胞の走化作用へ及ぼす影響 (2019)
  • Author(s): 阿部崇晴國松 亮, 吉見 友希, 柄 優至, 粟田 哲也, 鷲見 圭輔, 中島 健吾, 平木 智香, 力武 航大, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第78回日本矯正歯科学会・学術大会
• [Book] エナメル質再生法の開発とアメロゲニンペプチド創薬の探索 (2020)
  • Author(s): 國松亮, 吉見友希, 谷本幸太郎
  • Publisher: 化学工業社
• [Book] エナメル質再生法の開発とアメロゲニンペプチド創薬の探索 (2020)
  • Author(s): 國松亮、吉見友希、谷本幸太郎
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 化学工業