転写技術を応用した歯槽骨再生医療法の開発

• Project/Area Number: 20659306
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dental engineering/Regenerative dentistry
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 森田 育男 Tokyo Medical and Dental University, 医歯学総合研究科, 教授 (60100129)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中浜 健一 東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 准教授 (60281515) ; 小牧 基浩 東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 寄附講座教員 (30401368) ; 高木 裕三 東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 教授 (30124697)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 再生医療 / 血管再建 / 血管内皮細胞 / 骨再生 / 骨芽細胞 / ナノサイエンス / 周皮細胞 / 光リソグラフィー / 歯周組織再生 / セメント質 / 歯根膜細胞

Research Abstract

本研究ではすみやかな歯槽骨の再建を目指して、骨芽細胞上に血管を付着させ、歯槽骨欠損部に移植することを目的としている。そこで、本年度は、血管のパターニングと骨の転写に関し研究を行った。その結果、まず、ウシ血管内皮細胞を用いて開発した基板を用いてパターニングしたのち、羊膜への転写を行った。この転写中に細胞は血管様構造体になり、体内への移植が可能となった。そこで、マウスを用いた血流回復実験を行ったところ、対照群に比較し速やかな回復が認められた。次に、ヒト血管内皮細胞を体内からとる方法として、胃の脂肪組織である大網からとる方法を確立し、その細胞を用いて同様の移植実験を行った。マウスを用いた血流回復実験を行ったところ、羊膜単独群、細胞のみの移植群に比較し、細胞転写羊膜を移植した群では速やかな回復が認められた。そこで、さらに、その血管を強固にする目的で、周皮細胞を血管内皮細胞と一緒に転写したところ、周皮細胞で覆われた血管様構造物の作成に成功した。
一方、骨芽細胞に関しても、同様に転写技術を用いて基板から羊膜への転写を行ったところ、数時間ですべての細胞が転写され、この細胞付き羊膜を骨欠損モデル動物に移植したところ、速やかな骨再生が認められた。以上の結果は、同じ転写技術を用いることにより血管も骨芽細胞も同時に移植可能であることを意味している。そこで、最後に、骨芽細胞シートの上にパターニングした血管内皮細胞を転写したところ、骨芽細胞上に血管が転写、作成できた。
以上のように、本研究では新たな骨再生法が確立でき、今後、臨床応用に向けた実験を開始する。

Research Products

• [Journal Article] Implantation of capillary structure engineered by optical litho graphy improves hindlimb ischemia in mice (2010)
  • Author(s): Akahori T, Kobayashi A, Komaki M, Hattori H, Kahahama K, Ichinose S, Abe M, Takeda S, Morita I
  • Journal Title: Tissue Engendering, Part A 16 Pages: 953-959
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The steady-state expression of connexin43 is maintained bythe PI3K/Akt in osteoblasts. (2009)
  • Author(s): Bhattacharjee R, Kaneda M, Nakahama K, Morita I
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 382 Pages: 440-444
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The reduction in pigment epithelium-derived factor is a sign of malignancy in ovarian cancer expressing low-level ofvascular endothelial growth factor. (2009)
  • Author(s): Tsuchiya T, Nakahama K, AsakawaY, Maemura T, Tanaka M, TakedaS, Morita M, Morita I
  • Journal Title: Gyncol Endocrinol 25 Pages: 104-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A comparison of the tube forming potentials of early and lateendothelial progenitor cells. (2008)
  • Author(s): Mukai N, Akahori T, Komaki M, Li Q, Kanayasu-Toyoda T, Ishii-Watabe A, Kobayashi A, Yamaguchi T, Abe M, AmagasaT, Morita I.
  • Journal Title: Exp Cell Res 314 Pages: 430-440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of Mac-1 (CDllb/CD18)in osteoclast differentiationinduced by receptor activator of nuclear factor-kB ligand. (2008)
  • Author(s): Hayashi H, Nakahama K, Sato T, Tuchiya T, Asakawa Y, MaemuraT, Tanaka M, Morita I
  • Journal Title: FEBS Letters 582 Pages: 3243-3248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Altered function of factor I caused by amyloid beta : implication for pathogenesis of age-related macular degeneration fromDrusen. (2008)
  • Author(s): Wang J, Ohno-Matsui K, YoshidaT, Kojima A, Shimada N, NakahamaK, Safranova O, Iwata N, Saido TC, Mochizuki M, Morita I.
  • Journal Title: J Immunol. 181 Pages: 712-720
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Connexin 43 contributes to differentiation of retinal pigment epithelialcells via cyclic AMP signaling. (2008)
  • Author(s): Kojima A, Nakahama K, Ohno-Matsui K, Shimada N, Mori K, Iseki S, Sato T, Mochizuki M, Morita I.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 366 Pages: 532-538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcineurin-mediated dephosphorylation of c-Jun Ser-243 is requiredfor c-Jun protein stability and cell transformation. (2008)
  • Author(s): Huang, c, Wang J, Kikkawa u, Mukai H, Shen M, Morita I, Chen B, Chang we
  • Journal Title: Oncogene 27 Pages: 2422-2429
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein kinase CK2 is a key activator of histone deacetylasein hypoxia-associated tumors、 (2008)
  • Author(s): Pluemsampant s, Safronova o, Nakahama K, Morita I.
  • Journal Title: Int J Cancer 122 Pages: 333-341
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vitamin K(2)suppresses malignancy of HuH7 hepatoma cells via inhibition of connexin 43. (2008)
  • Author(s): Kaneda M, Zhang D, Bhattacharjee R, Nakahama K, Arii S, Morita I.
  • Journal Title: Cancer Lett 263 Pages: 53-60
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Therapeutic Angiogenesis by Implantation of a Capillary Structure Constituted of Human Adipose Tissue Microvascular Endothelial Cells.
  • Author(s): Yoshida T, Komaki M, Hattori H, Negishi J, Kishida A, Morita I, Abe M.
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cathepsin L in bone marrow-derived cells is required for retinal and choroidal neovascularization
  • Author(s): Shimada N, Ohno-Matsui K, Iseki S, Koike M, Uchiyama Y, Wang J, Yoshida T, Sato T, Peters C, Mochizuki M, Morita I
  • Journal Title: Amer.J Pathol. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pigpen, a nuclear coiled body component protein, is involved in angiogenesis.
  • Author(s): Yoshida T, Sato Y, Morita I, Abe M
  • Journal Title: Cancer Sci (in press)
  • NAID: 10026592141
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 再生医療の将来 (2009)
  • Author(s): 森田育男
  • Organizer: 第129回日本輸血・細胞治療学会関東甲信越支部例会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 臍帯血を利用した血管内皮前駆細胞採取法の確立および転写技術を応用した毛細血管の作成 (2009)
  • Author(s): 須藤乃里子、星野優子、中浜健一、小牧基浩、安部まゆみ、久保田俊郎、森田育男
  • Organizer: 第41回血管研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] 血管新生の調節と再生医療への新展開 (2009)
  • Author(s): 森田育男
  • Organizer: 第27回東京母性衛生学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-05-17
• [Presentation] Therapeutic angiogenesis using EX vivo formed-capillary networks by human omental microvascular endothelial cells. (2009)
  • Author(s): Yoshida T, 小牧基浩, 森田育男, 安部もゆみ
  • Organizer: 第30回日本炎症・再生医学会、第9回国際炎症学会 合同開催
  • Place of Presentation: Tokyo
• [Presentation] ヒト脂肪組識由来血管内皮細胞を用いたex vivoによる血管構築 (2008)
  • Author(s): 吉田朋子, 小牧基浩, 森田育男, 安部まゆみ
  • Organizer: 第39回血管研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] Ex vivo formation of capillary structures by human adipose tissue-derived microvascular endothelial cells. (2008)
  • Author(s): Yoshida T, Komaki M, Morita I, Abe M.
  • Organizer: 15^<th> International Vascular BiologyMeeting
  • Place of Presentation: Sydney, Australia
• [Presentation] Evolution of Engineered capillary network developed by innovativeprinting technique (2008)
  • Author(s): Akahori T, Mukai N, Komaki M, Abe M, Morita I.
  • Organizer: 15^<th> International Vascular BiologyMeeting
  • Place of Presentation: Sydney, Australia
• [Presentation] 印刷技術を用いて羊膜に転写した骨芽細胞による骨再生療法 (2008)
  • Author(s): 津川順一, 小牧基浩, 中浜健一, 天笠光雄, 森田育男
  • Organizer: 第26回目本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 歯根膜細胞の骨芽細胞分化におけるCP23発現の検討 (2008)
  • Author(s): 小牧基浩, 津川順一, 中浜健一, 森田育男
  • Organizer: 第26回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Role of sphingosine 1-phosphate in engineering of capillarynetwork constituted of human omental microvascularendothelial cells (2008)
  • Author(s): 吉田朋子, 小牧基浩, 森田育男, 安部まゆみ
  • Organizer: 第16回日本血管生物医学会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] Roles of prostacyclin on bone metabolism. (2008)
  • Author(s): Chalida N, Yokoyama C, Miura H, Alles NR, Aoki K, Ohya k, Morita I
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会.
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 血管内皮前駆細胞(EPC)であるEarly EPC とOutgrowth Endothelial Cellの特性解析 (2008)
  • Author(s): 豊田淑江, 石井明子, 鈴木浩子, 李 勤, 田村悦臣, 森田育男, 山口照英
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会.
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Analysis of accelerated osteoclast formation by metabolica cidosis (2008)
  • Author(s): Kato K, Morita I.
  • Organizer: 第31回口本分子生物学会乍会・第81回日本生化学会大会合同大会.
  • Place of Presentation: 神戸
• [Patent(Industrial Property Rights)] 人工細胞体およびその製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 森田育男、三宅秀之、服部秀志、小森弘典、栗原正彰
  • Industrial Property Rights Holder: 森田育男、大日本印刷株式会社
  • Acquisition Date: 2009-05-01