| Project/Area Number |
22K10100
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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 57050:Prosthodontics-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
縄稚 久美子 岡山大学, 大学病院, 助教 (10379787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
納所 秋二 岡山大学, 大学病院, 医員 (40884797)
大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156)
窪木 拓男 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00225195)
大野 彩 (木村彩) 岡山大学, 大学病院, 准教授 (20584626)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 歯肉 / 角化 / scRNA-seq / Bulk RNA-seq / 歯肉角化 / トランスクリプトーム解析 / トランスクリプトーム / 角化歯肉 |
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| Outline of Research at the Start |
天然歯および口腔インプラント義歯の良好な予後を維持するために角化歯肉の幅の増大が必要なことがわかっているが歯肉の角化誘導に関する制御メカニズムは未だ不明である．我々は今までの研究成果を基盤に，①角化歯肉の基底膜近傍の間葉細胞を特徴付ける遺伝子群を抽出し (bulk RNA-seq 解析)，②結合組織移植により，非角化歯肉の間葉細胞がどのように変化し，上皮角化を誘導するか，時空間情報を加味した遺伝子発現解析法を駆使して明らかにする．そして，これらの結果をもとに歯肉角化に関わる基底膜分子の発現を制御可能な間葉細胞が分泌するシグナル分子を同定し，付着・角化歯肉を生物学的に誘導する治療法に繋げる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然歯や口腔インプラント治療において、予後の安定性を維持するためには、角化歯肉の幅の確保が重要であることが知られている。しかしながら、歯肉の角化誘導に関与する細胞間相互作用や分子メカニズムについては未解明な点が多く、再生治療への応用に向けてその解明が求められている。これまで我々は、角化歯肉の基底膜近傍に存在する間葉系細胞が、上皮細胞の角化状態を制御している可能性を見出しており、本研究ではその分子基盤の解明を目的として研究を進めている。
昨年度は、既に公開されていたヒト角化歯肉および非角化歯肉に対するscRNA-seqデータを再解析し、間葉系細胞の特徴を明らかにした。その結果、角化歯肉由来の間葉細胞は、非角化歯肉と比較してI型およびIII型コラーゲンなどの結合組織関連遺伝子の発現が高く、線維成分に富んだ組織構造を有することが示唆された。また、角化・非角化歯肉の上皮細胞と間葉細胞を用いたLigand-Receptor相互作用解析により、間葉細胞がリガンド、上皮細胞がレセプターとなる相互作用が多数検出されたのに対し、逆方向のシグナルはほとんど検出されなかった。このことから、歯肉組織において間葉細胞が主に上皮の角化状態を制御していることが明らかとなった。
昨年度は、解析の焦点を間葉細胞に絞り、scRNA-seq、bulk RNA-seq解析を統合的に活用し、角化歯肉の間葉細胞に特異的に高発現する遺伝子群の抽出を行った。その結果、いくつかの興味深い候補遺伝子が得られ、in situ hybridizationなどの組織レベルでの局在解析により、これらの遺伝子が角化歯肉の間葉組織に特異的に発現していることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
scRNA-seqと空間的トランスクリプトーム解析のデータ統合が想像以上に難しく，解析に時間がかかったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は、これまでに抽出された角化歯肉の間葉細胞に特異的に発現する候補遺伝子の機能的意義を明らかにすることを主たる目的とする。まず、候補遺伝子を導入した間葉細胞における形態変化、細胞増殖能、分化マーカーの発現変化などを詳細に評価し、角化誘導に関連する細胞性状の変化を解析する。加えて、siRNAなどを用いて候補遺伝子のノックダウンを行い、遺伝子機能の喪失が角化関連シグナル伝達に及ぼす影響を検討する。さらに、得られた知見をもとに、免疫染色や空間トランスクリプトーム解析によってin vivoでの発現局在や組織間相互作用を可視化し、組織レベルでの角化誘導機構の全体像を把握する。最終的には、これらの解析結果を応用し、マウスモデルなどを用いた移植実験によって、間葉細胞を介した角化歯肉再生の有効性を検証し、新たな再生医療戦略の基盤構築を図る予定である。
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