| Project/Area Number |
22K10019
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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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 |
細矢 明宏 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70350824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉羽 邦彦 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30220718)
荒川 俊哉 北海道医療大学, 歯学部, 教授 (40306254)
建部 廣明 北海道医療大学, 歯学部, 講師 (40638293)
溝口 利英 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (90329475)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 歯根膜幹細胞 / Gli1 / alpha-SMA |
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| Outline of Research at the Start |
歯槽骨を再生する骨芽細胞は、歯根膜に存在する組織幹細胞から分化することが知られている。従って、歯根膜幹細胞を効率的に骨芽細胞へ分化させることが可能となれば、幹細胞に注目した再生療法の開発につながると考えられる。そこで本研究では歯根膜幹細胞を株化し、これを用いて歯根膜幹細胞における骨芽細胞の分化促進因子を検索する。さらに、明らかになった分化促進因子を歯槽骨欠損部へ応用する実験を行い、歯根膜幹細胞の自己修復・再生能を賦活化する治療法の開発を最終的な目標とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯槽骨を再生する骨芽細胞は、歯根膜に存在する組織幹細胞から分化することが知られている。しかし、歯周組織再生時における歯根膜幹細胞の骨芽細胞への分化メカニズムについては不明な点が多い。
私達は2022年度までの研究において、タモキシフェン誘導性Gli1-CreERT2/ROSA26-loxP-stop-loxP-tdTomato (iGli1/Tomato)マウスを用い、Gli1陽性歯根膜細胞が歯の矯正移動時（Seki Y et al., Bone 166:116609, 2023）ならびに抜歯後（Fujii S et al., Bone 173:116786, 2023）に骨芽細胞へ分化することを明らかにした。また、この分化過程において、Gli1陽性細胞自身が産生するBMPsが骨芽細胞分化に重要であることを示した（Seki Y et al., J Oral Biosci, in press）。
そこで2023年度はialpha-smooth muscle actin（SMA）/Tomatoマウスを作製し、alpha- SMA陽性細胞が歯の発生過程において歯小嚢に限局することを明らかにした。また、生後7日齢の歯根形成期歯胚に存在するalpha-SMA陽性歯小嚢細胞が、歯根膜を構成する骨芽細胞、線維芽細胞、セメント芽細胞へ分化することを証明した。この分化過程において骨芽細胞系譜細胞となったalpha-SMA陽性細胞は、早期よりRunx2を発現することが観察された。さらに、Axin2陽性歯根膜細胞の抜歯後の動態を検討した。抜歯窩を満たした新生骨中にAxin2/Tomatoを発現する骨細胞が認められたが、その割合は20%程度と少数であった。一方、Gli1陽性細胞から分化した再生骨細胞は50%程度であり、抜歯後の骨修復にはGli1陽性歯根膜細胞がより寄与することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Gli1以外にもalpha-SMA、Axin2、Leptin受容体を発現する歯根膜細胞が幹細胞特性を有することを形態的に明らかにしている。また、これらのマーカー遺伝子を発現する細胞の分化過程をタモキシフェン誘導性Cre/loxPシステムにより追跡できる4種類のマウスを作製または購入した。これらマウスを用いた歯根膜幹細胞の株化は、Gli1およびalpha-SMAで進めているが、他のマーカー遺伝子においても実施する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
歯根膜幹細胞に対するマーカー遺伝子を発現する細胞がタモキシフェン投与後にTomato蛍光を発する4種類のマウスと、p53欠損マウスを掛け合わせ、これらのマウスから得た歯根膜幹細胞を株化する。株化細胞の幹細胞性を確認し、株化歯根膜幹細胞を樹立する。また、in vivoへの移植実験により、どの歯根膜幹細胞が骨芽細胞分化能が高いかを評価する。
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