脱落乳歯歯髄幹細胞における機械的刺激の分子制御メカニズムの解明

• Project/Area Number: 21K17162
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 宮嵜 彩 徳島大学, 病院, 助教 (10876006)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: odontblast / SHED / WNT16 / RUNX2 / Hydrostatic Pressure / 静水圧 / PIEZO1 / 象牙芽細胞 / 細胞分化 / primary cilia / HIF1a / 象牙質形成 / メカノトランスダクション / 機械的刺激

Outline of Research at the Start

われわれの身体は，常に外界からの様々な刺激を受けており，その刺激を認識・応答することにより恒常性を維持する。メカニカルストレスに応答する組織や細胞は運動骨格系に限らず生体内のすべての細胞が有しており，もちろん歯も例外ではない。歯の場合，代表されるのは歯の象牙細管の内圧の変化により歯の主要硬組織である象牙質の追加的な添加形成が起きることである。しかしながら，このようなメカニカルストレスに応答し，細胞動態が変化するその詳細な分子機転については不明な点が多い。本研究では，メカノトランスダクションによる象牙芽細胞分化誘導メカニズムを解明することで，新規歯科修復材料開発を目指すことを目的にしている。

Outline of Annual Research Achievements

圧受容体であるPIEZO1の下流で，機械的刺激に対するアンテナとしての役割が考えられているPrimary ciliaや，骨の分化にも関係が深いWNT16の発現誘導および象牙芽細胞の分化に重要な転写因子であるRUNX2の核移行を調整し，これらが協調的に機能することで，象牙芽細胞の増殖や分化が制御されていることを今までに明らかにした。
さらに継続して、その下流のWNT16とRUNX2の関係性について、今回検討した。RUNX2のプロモーターエリアがWNT16にあるのかを確認し、またそれが直接的に結合するのかどうかをプロモーターアッセイにより解析を進めた。加えて、in vivoで、マウスの歯牙にターゲットとなる遺伝子の活性剤を施した治療を行い、その歯牙切片の解析を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Iroquois homeobox 3 regulates odontoblast proliferation and differentiation mediated by Wnt5a expression (2023)
  • Author(s): Narwidina A, Miyazaki A, Iwata K, Kurogoushi R, Sugimoto A, Kudo Y, Kawarabayashi K, Yamakawa Y, Akazawa Y, Kitamura T, Nakagawa H, Yamaguchi-Ueda K, Hasegawa T, Yoshizaki K, Fukumoto S, Yamamoto A, Ishimaru N, Iwasaki T, Iwamoto T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 650 Pages: 47-54
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.02.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Conditioned Medium From the Stem Cells of Human Exfoliated Deciduous Teeth Ameliorates Neuropathic Pain in a Partial Sciatic Nerve Ligation Model (2022)
  • Author(s): Liu Yao、Kano Fumiya、Hashimoto Noboru、Xia Linze、Zhou Qiao、Feng Xingmei、Hibi Hideharu、Miyazaki Aya、Iwamoto Tsutomu、Matsuka Yoshizo、Zhang Zhijun、Tanaka Eiji、Yamamoto Akihito
  • Journal Title: Frontiers in Pharmacology Volume: 13 Pages: 1-16
  • DOI: 10.3389/fphar.2022.745020
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Fibroblast growth factor 2 suppresses the expression of C-C motif chemokine 11 through the c-Jun N-terminal kinase pathway in human dental pulp-derived mesenchymal stem cells (2021)
  • Author(s): Kurogoushi Rika、Hasegawa Tomokazu、Akazawa Yuki、Iwata Kokoro、Sugimoto Asuna、Yamaguchi-ueda Kimiko、Miyazaki Aya、Narwidina Anrizandy、Kawarabayashi Keita、Kitamura Takamasa、Nakagawa Hiroshi、Iwasaki Tomonori、Iwamoto Tsutomu
  • Journal Title: Experimental and Therapeutic Medicine Volume: 22 Issue: 6 Pages: 1356-1356
  • DOI: 10.3892/etm.2021.10791
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Iroquois 3 plays an essential role in odontogenesis (2023)
  • Author(s): 1.Anrizandy Narwidina, Aya Miyazaki, Iwata Kokoro, Rika Kurogoushi, Tomonori Iwasaki, Tsutomu Iwamoto.
  • Organizer: 44th ANNUAL GENOME CONFERENCE 2023
  • Int'l Joint Research