歯根膜培養上清とエピゲノム修飾技術を応用した歯髄誘導型人工的歯根膜の作製
| Project/Area Number |
21K17025
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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 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Health Sciences University of Hokkaido |
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Principal Investigator |
原田 文也 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (30824205)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 歯周組織再生 / エピジェネティクス修飾 / 歯根膜線維芽細胞 / 歯髄－歯根膜線維芽細胞相違遺伝子 / 歯髄誘導型人工歯根膜 |
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| Outline of Research at the Start |
中等度歯周炎に対する治療法として歯周組織再生療法が臨床応用されている。一方、重度歯周病で抜歯に至るケースにおいては、未だ有効な治療法が確立されていない。近年、歯髄幹細胞を応用する再生医療への基礎研究が進められているが、歯周組織へ応用する研究は未だ進んでいない。
歯髄や歯根膜は線維芽細胞を主体としていることから、本研究では1．同一患者から採取した歯髄と歯根膜から、網羅的解析によって未だ報告のない歯髄-歯根膜線維芽細胞相違遺伝子の同定を行う、2．遺伝子発現の改変の為にエピジェネティクス修飾技術を応用し、歯髄誘導型人工的歯根膜の作製を行う、3．これを抜去歯根面に生着させることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯牙への栄養供給を行う歯髄組織に存在する歯髄幹細胞は、再生医療への応用可能性が示唆されているが、臨床応用へは未だ進んでいない。一方、歯根膜の喪失を主体とした歯周炎では、エムドゲインなどの歯周組織再生療法が臨床応用されているが、その適応症は中等度歯周炎までに限定されており、抜歯適応となる重度歯周炎に対しての有効な治療法は未だ無い。歯髄と歯根膜は線維芽細胞を主体とした複数の細胞集合体であり、それぞれ幹細胞も存在するなど共通点もあるが、マラッセ上皮細胞の有無などによる機能遺伝子の違いもある。その違いを改良し、歯髄を歯根膜様組織へ誘導できれば新たな歯周組織再生療法として応用可能になると考える。本研究では、歯髄でOFFになっている歯根膜機能遺伝子の発現誘導を行い、歯髄誘導型人工的歯根膜を作製することを目的とする。
今年度は、歯髄と歯根膜の機能遺伝子の違いを解析するために、歯髄培養細胞と歯根膜培養細胞からtotal RNAを抽出後、次世代シーケンサーによるRNA発現網羅的解析を行った。その結果、昨年度の定量的RT-PCR法で確認した、歯髄―歯根膜誘導群で発現上昇した歯根膜機能遺伝子PERIOSTINおよびS100 calcium-binding protein A4 (S100A4)、neural cell adhesion molecule 1 (NCAM1)について、歯髄サンプルに比べ歯根膜サンプルでの発現上昇傾向を認めた。さらに、歯根膜サンプルでは歯髄サンプルに比べ発現の上昇した上位20位遺伝子にKERATIN14, 16が該当した。KERATIN 14, 16は歯髄には存在しないが歯根膜に存在するマラッセ上皮遺残の発現遺伝子であることから、Keratin 14, 16は歯髄を歯根膜に誘導するための重要な遺伝子である可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、RNA-seqの解析までに時間を要し、その後に予定していた、歯根膜機能遺伝子を用いた歯髄誘導実験を行うことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、RNA-seqによって特定された歯根膜機能遺伝子を用いて、歯髄を歯根膜様細胞へ誘導することを試みる予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Presentation] thylation analysis of epithelial-mesenchymal cell populations induced into periodontal ligament-like cells2021
Author(s)
Fumiya Harada, Koki Yoshida, Shuhei Takahashi, Aya Onishi, Dedy Ariwansa, Ariuntsetseg Khurelchuluun, Durga Paudel, Daichi Hiraki, Tetsuro Morikawa, Osamu Uehara, Jun Sato, Yoshihiro Abiko, Hiroki Nagayasu
Organizer
第34回日本口腔診断学会 第31回日本口腔内科学会
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[Presentation] Induction of dental pulp cells into periodontal ligament-like cells using epigenetics2021
Author(s)
Shuhei Takahashi, Koki Yoshida, Durga Paudel, Dedy Ariwansa, Ariuntsetseg Khurelchuluun, Aya Onishi, Tetsuro Morikawa, Daichi Hiraki, Fumiya Harada, Osamu Uehara, Jun Sato, Hiroki Nagayasu, Yoshihiro Abiko
Organizer
第69回国際歯科研究学会日本部会（JADR）総会・学術大会
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Int'l Joint Research
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