低酸素培養が歯髄幹細胞シートの特性に与える影響と歯根端切除骨窩洞再生への応用

• Project/Area Number: 20K18496
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 野田 園子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (70844322)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 歯髄幹細胞 / 低酸素培養 / 細胞シート / 骨再生 / 再生

Outline of Research at the Start

申請者は培養条件がヒト歯髄幹細胞の特性に及ぼす影響ついて追究し、高密度培養で硬組
織形成細胞への分化が亢進するとともに、マウス頭蓋骨に移植すると低密度で維持したもの
と比較して骨再生誘導に優れることを解明した。本研究課題では、前述の申請者らの成果を発展させるべく、ヒト歯髄幹細胞を低酸素下において高密度・細胞シート培養し、移植後の硬組織形成を解析し、効率的な硬組織形成が可能であるかを検証する。歯根端切除手術後の骨再生を高い予知性の元で効率的に進めるための新規ストラテジーの創成につながることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

以前の研究により、培養条件がヒト歯髄幹細胞の特性に及ぼす影響ついて追究し、高密度培養で硬組織形成細胞への分化が亢進するとともに、マウス頭蓋 骨に移植すると低密度で維持したものと比較して骨再生誘導に優れることを解明した。また、低酸素培養は歯髄細胞の硬組織形成能を亢進させ ると報告されており、申請者らの研究グループにおいても、マウス歯乳頭細胞の三次元培養では内部が低酸素となり骨分化マーカーが上昇することを確認している。一方、細胞シートの移植は酵素で分散させた細胞よりも移植時に操作性が良いという利点があるが、歯髄幹細胞シートを硬組織再生に応用した研究は限られている。そこで本研究課題では、ヒト歯髄幹細胞を低酸素下において高密度・細胞シート培養し、移植後の硬組織形成を解析し、 効率的な硬組織形成が可能であるかを検証する。歯根端切除手術後の骨再生を高い予知性の元で効率的に進めるための手法を確立することを目的としている。現在、低酸素培養を行う機器の不具合のため研究が遅延している。高密度・細胞シート培養を行い硬組織マーカーのRNA発現が上昇することは確認できているため、今後低酸素培養および動物実験を行うことを計画している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナの時期に一旦研究が中断されたため、遅れが生じた。その後低酸素培養のための機械に故障が生じたが、全世界的な半導体不足やロシア情勢による輸入物品の遅延により修理が遅れたため研究が中断したため遅れが更に生じている。

Strategy for Future Research Activity

低酸素培養機器の使用ができるようになり次第、高密度・培養シートを低酸素培養にて行うこととしている。また、動物実験についてはその結果が出たのちに速やかに行うことが出来るように準備をしている。
動物実験のモデルについては歯根端切除手術を検討していたが、予備実験において新生骨の量の計測が困難である可能性が生じたため、まずは前に成功しているマウス頭蓋骨窩洞によって骨の再生を確認することを検討している。