Effect of shperoidization of pluripotent mesenchymal stromal cells on BMP signaling pathway
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22K10045
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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 | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
李 憲起 松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (60350831)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
各務 秀明 愛知医科大学, 医学部, 教授 (80242866)
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 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | スフェロイド / 間葉系間質細胞 / BMPシグナル / 骨分化能 / 多能性 / 細胞周期 |
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| Outline of Research at the Start |
再生医療領域では骨再生は重要な課題であり，高い骨形成能を有する細胞は今後の臨床応用が期待される。われわれは，特殊な低接着性培養ディッシュを用いることで自発的なスフェロイド形成が見られ，得られたスフェロイドは高い幹細胞性と骨形成能を獲得することを報告してきた．そこで本研究では，スフェロイド化に伴う遺伝子の変動を網羅的に解析し，特に骨分化に重要となるBMPを介するシグナル経路活性化のメカニズムを解明することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療においては移植に用いられる細胞の機能が重要である。これまで骨再生に多用されてきた接着性で平面培養された骨髄由来間質細胞（BM-MSC）の骨再生能が必ずしも十分ではないことや、移植後に生存する細胞数が予測より少ないことが知られるようになってきた。そこで，高い幹細胞性や骨分化能を持ち、さらに移植後も高い生存率を維持することのできるスフェロイドの応用が期待されている。本研究では、スフェロイド化に伴う遺伝子の変動を網羅的に解析し、特に骨分化に重要となるBMPを介するシグナル経路活性化のメカニズムを解明すること目指している。
今年度は、スフェロイド形成前後の成長関連因子、多分化能マーカーおよびBMPの細胞内シグナル伝達を司るSmad1/5などに注目した。その結果、マウス骨髄および皮質骨由来間葉系間質細胞による自発的スフェロイドは、平面培養細胞と比較して、多分化能マーカーであるSOX2、OCT4、KLF4を高発現していた。また、細胞の生存、成長および骨芽細胞の分化や機能調節に関連する成長因子IGF1、TGFB1の高発現も認めた。さらに骨芽細胞の分化を誘導するBMPの細胞内シグナル伝達を司るSmad1/5の発現も上昇していた。以上により、自発的スフェロイドは、平面培養細胞と比較して、高い幹細胞性マーカーの発現を認め、特に自発的スフェロイド形成においてSmad経路を介した骨分化能の向上することが示唆された。
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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
研究の第一階段として、スフェロイド形成前後の多分化能、成長因子およびBMPシグナル伝達を司るSmad1/5の発現についてはこれまでほぼ解析が終了した。概ね順調に経過していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで検討してきた結果につき、骨分化能の維持に働く重要な細胞内シグナル系であるBMP-Smads軸に注力することで、細胞スフェロイド化により骨分化能が向上するメカニズムを検討する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
