ex vivo electroporation培養法による歯の運命決定因子の探索
| Project/Area Number |
22K17233
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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 57070:Developmental dentistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鮒田 啓太 九州大学, 大学病院, 助教 (80847997)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 歯 / 上皮－間葉相互作用 / 器官培養技術 / micro RNA |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの研究で、歯に特異的に発現するmicroRNAであるmiR875を同定した。さらにmiR875は、歯の発生において、間葉細胞の凝集および上皮の陥入に重要な役割を果たしている可能性を見出した。本研究では、器官培養法を用いて形態形成を評価し、同定した歯に特異的な様々な転写因子とmiR875とを組み合わせることで、歯の運命決定制御因子を同定することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯の形態形成は、上皮－間葉相互作用により厳密に制御されていることが知られている。これまでの研究で、歯に特異的に発現するmicroRNAであるmiR875を同定した。さらにmiR875は、歯の発生において、間葉細胞の凝集および上皮の陥入に重要な役割を果たしている可能性を見出した。このように、形態形成における間葉細胞の役割を検討するためのスクリーニングモデルとして、間葉細胞への遺伝子導入技術が必要とされるが、歯胚器官培養法においては間葉細胞への導入は困難であり、遺伝子欠損マウスなどのin vivoモデルに依存している現状がある。そこで本研究では、歯胚器官培養法において、間葉細胞への遺伝子導入法の確立を目指し、研究を開始した。
本年度は主に、トランスクリプトーム解析を通して歯の間葉細胞に特異的に発現する遺伝子の選定および歯胚器官培養におけるエレクトロポレーション法の開発を行った。網羅的遺伝子スクリーニングにより、歯の象牙質を形成する細胞である象牙芽細胞へと分化する、前象牙芽細胞に特異的に発現する因子として、GPIアンカー型タンパク質（GPI-AP）の一つであるLy6 lymphocyte antigen-6 (Ly6)/Plaur domain-containing 1 (Lypd1)を同定した。本遺伝子の歯胚における機能を確認するため、Lypd1 siRNAを歯胚全体に遺伝子導入し、間葉細胞におけるLypd1の抑制効果を認めた。さらに、本因子は細胞膜に存在する脂質ラフトに局在し、BMPシグナル経路を制御することで、象牙芽細胞への分化を制御していることを発見した。
以上の結果は、歯胚器官培養法におけるエレクトロポレーション法が有用である可能性を示し、本技術を用いて、簡便なスクリーニングモデルの構築が可能であることを示すものである。
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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
エレクトロポレーション法を用いた歯胚全体への遺伝子導入技術を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
歯胚全体への遺伝子導入はある程度可能となり、間葉細胞までsiRNAが到達していることが確認できた。さらに次年度は、歯胚を上皮と間葉に分け、間葉細胞にelectroporationを行い、歯胚を再構築することで、間葉細胞への効率的な遺伝子導入法を確立を目指す。さらに、本システムを用いて、これまでに同定した転写因子群とmiR875を遺伝子導入することで、歯の運命決定に関わる遺伝子の同定を図る。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Development of a novel ex vivo organ culture system to improve preservation methods of regenerative tissues2023
Author(s)
Yuta T, Tian T, Chiba Y, Miyazaki K, Funada K, Mizuta K, Fu Y, Kawahara J, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 3354-3354
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of GPI-anchored protein LYPD1 as an essential factor for odontoblast differentiation in tooth development2023
Author(s)
Fu Y, Miyazaki K, Chiba Y, Funada K, Yuta T, Tian T, Mizuta K, Kawahara J, Zhang L, Martin D, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 299(5)
Issue: 5
Pages: 104638-104638
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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