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Investigation of TGF-signal transduction molecular mechanisms towards to inhibit the ankylosis

Research Project

Project/Area Number 19K19032
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Mitarai Hiromi  九州大学, 大学病院, 助教 (60801660)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords歯根膜細胞 / α-SMA / TGF-β1 / transgelin / コラーゲン産生 / 細胞遊走 / ヒト歯根膜細胞 / コラーゲン線維形成 / 石灰化抑制 / 歯根膜 / 再生 / アンキローシス
Outline of Research at the Start

意図的再植後に起こりうるアンキローシスの発生をコントロールするため、予知性の高い治療法への改善が必要とされている。本研究では歯根膜組織の緩衝能に重要なTGF-β-α-SMAシグナルの新規発現制御因子の機能ならびに分子基盤の詳細な解析と、エピジェネティックな転写制御機能を明らかにしたうえで、エピジェネティクス関連分子を用いたin vivoモデル(意図的再植)における歯根膜組織再生効果を検討する。本研究から得られる結果により、咬合力による緩衝能を維持した歯根膜細胞を増殖・誘導し、アンキローシスを防止して意図的再植法の予知性を高める新たな歯内疾患治療法の開発に繋げていくことができると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

We investigated α-SMA function, which is known to express in human PDL cells, and signaling pathway via TGF-β1. After ACTA2 knockdown using siRNA, in human PDL cell line 2-23, cell proliferation and migration were significantly downregulated. Also, after stimulating with TGF-β1, PDL-related gene expression, for example periostin and fibrillin1, was significantly downregulated compared with control cells. Collagen production was also significantly downregulated compared with control. Form western blotting analysis, we revealed that α-SMA knockdown significantly downregulated the phosphorylation of Smad2, Smad3 and YAP1. These results suggests that α-SMA involved in the function of PDL tissue and might be able to apply for periodontal regeneration therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

意図的再植後にアンキローシスが生じると、正常な歯根膜感覚が消失し、置換性吸収を引き起こす可能性がある。しかしながら、アンキローシスの発生はコントロール困難であると考えられており、予知性の高い治療法への改善が必要とされている。本研究では、平滑筋細胞や創傷部など収縮性が高い組織に発現が報告されているα-SMAが歯根膜組織に発現し、その下流で制御するシグナルを解析する。α-SMA機能解析は咬合力緩衝機能を有する歯根膜組織再生に重要であり、今後の歯周組織再生療法への応用が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] MEST Regulates the Stemness of Human Periodontal Ligament Stem Cells2020

    • Author(s)
      Daigaku Hasegawa, Kana Hasegawa, Hiroshi Kaneko, Shinichiro Yoshida, Hiromi Mitarai, Mai Arima, Atsushi Tomokiyo, Sayuri Hamano, Hideki Sugii, Naohisa Wada, Tamotsu Kiyoshima, Hidefumi Maeda
    • Journal Title

      Stem Cells International

      Volume: - Pages: 1-15

    • DOI

      10.1155/2020/9672673

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functions of beta2‐adrenergic receptor in human periodontal ligament cells2020

    • Author(s)
      Hamano Sayuri、Tomokiyo Atsushi、Hasegawa Daigaku、Yuda Asuka、Sugii Hideki、Yoshida Shinichiro、Mitarai Hiromi、Wada Naohisa、Maeda Hidefumi
    • Journal Title

      Journal of Cellular Biochemistry

      Volume: 121 Issue: 12 Pages: 4798-4808

    • DOI

      10.1002/jcb.29706

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ACTA2 regulates human PDL function via interaction with or without TGF-β12022

    • Author(s)
      Naati Fakatava、御手洗裕美、祐田明香、原口晃、長谷川大学、前田英史、和田尚久
    • Organizer
      日本歯科保存学会2022年度春季大会 (第156回)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] The Role of ACTA2 in Periodontal Ligament cell stimulated with TGF-β12020

    • Author(s)
      Naati Fakatava、御手洗裕美、祐田明香、長谷川大学、前田英史、和田尚久
    • Organizer
      第152回日本歯科保存学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Transgelinは、Integrinを介した細胞外基質への接着に関与する2020

    • Author(s)
      御手洗裕美、祐田明香、Naati Fakatava、長谷川大学、前田英史、和田尚久
    • Organizer
      第152回日本歯科保存学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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