| Project/Area Number |
19K19228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Nakano Chiho 大阪大学, 歯学研究科, 招へい教員 (30835856)
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| Project Period (FY) |
2020-02-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | iPS細胞 / 低ホスファターゼ症 / 組織非特異的アルカリホスファターゼ / セメント質形成不全 / 乳歯の早期脱落 / 象牙芽細胞分化誘導 / ゲノム編集 / 象牙芽細胞分化 / 再生医療 |
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| Outline of Research at the Start |
低ホスファターゼ症（HPP）では、組織非特異型アルカリホスファターゼ（TNSALP）の活性が低下することにより、骨の低石灰化などの症状を呈する全身代謝性疾患で、歯科的な症状としては乳歯の早期脱落が起きることが知られている。本研究では、HPPにおける歯牙および歯周組織の形成異常をもたらす機序の解明を目的とする。具体的にはHPP患者由来iPS細胞とゲノム編集技術、分化誘導技術を用いて、象牙芽細胞やセメント芽細胞においてアルカリホスファターゼの活性の低下や石灰化異常がどのような分子を介して生じるのかを明らかにする。さらに、疾患モデルマウスを用いた検討を行うことで新たな治療法の可能性を探索する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Hypophosphatasia is a rare inheritable disease characterized by defective bone mineralization. Early exfoliation of primary teeth is the most frequent abnormality in patients with HPP, but it is also reported other dental mineralized tissues, enamel and dentin, are affected.
In this study, we differentiated HPP patient-derived iPS cells into odontoblast-like cells. We examined a new method of odontogenic differentiation using human iPS cells. We generated human iPS cell-derived neural crest-like cells, which exhibited neural crest markers, then differentiated into odontoblast-like cells via mesenchymal stem cells. Odontoblast-like cells, which are derived iPS cells from three healthy adults, show characteristics of o dontoblasts. HPP patient-derived iPS cells show no mineralization after differentiation, while positive mineralization was recognized with the iPS cells corrected mutation causing HPP.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
低ホスファターゼ症（HPP）は非常に稀な疾患で、乳歯の早期脱落はその主たる症状の一つとして知られる。他にも歯の形成不全など口腔内の症状が報告されているが、そのメカニズムは不明である。これらの口腔疾患の治療は歯の喪失を防ぐための予防が中心で、積極的な治療は存在しない。HPP患者の口腔疾患に対する理解を深めることが求められる。
本研究では健常人由来ヒトiPS細胞を用いて象牙芽細胞分化誘導を行い、その特徴を有する細胞を得ることに初めて成功した。またHPP患者由来疾患特異的ヒトiPS細胞を用いて象牙芽細胞石灰化不全の病態を再現し、今後のHPPにおける歯科的研究の足掛かりとなることができた。
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