| Project/Area Number |
22K19611
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 研志 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (40294798)
山田 聡 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40359849)
土屋 志津 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (60610053)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 象牙芽細胞 / 相分離 / ダイレクトリプログラミング / クロマチンアクセシビリティ / ATAC-seq / IKBZ / エピゲノム・トランスクリプトーム統合解析 / 象牙質 / エピジェネティクス / IkBz |
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| Outline of Research at the Start |
IkBz KO象牙芽細胞では、象牙芽細胞分化マーカーおよび象牙質基質タンパク質をコードする遺伝子群(象牙質機能性遺伝子群)の遺伝子座特異的に、転写活性化ヒストン修飾であるH3K4me3が検出される現象を見い出している。そこで本研究では、生理的象牙質形成促進モデルであるIkBz KOマウスを開発基盤として、WT象牙芽細胞では形成されることのないIkBz KO象牙芽細胞特有のクロマチン高次構造を利用し、象牙芽細胞ダイレクトリプログラミング因子を同定することで、歯髄線維芽細胞から生理的象牙質を形成する「真」の象牙芽細胞へin situ ダイレクトリプログラミングする技術開発に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
To clarify the transcriptome machinery in which genes associated with dentin extracellular matrix organization are efficiently transcribed, we attempted to isolate the phase separation within the nuclear of odontoblasts by transfecting phase separation tools and to analyze the changes in whole-genomic chromatin accessibility during induced differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSC). We failed to isolate the enough amounts of phase separated nuclear fraction in mouse odontoblasts due to insufficiency of phase separation tools. However, ATAC-seq analyses of hDPSC successfully disclosed that local epigenetic alteration mediated by the insulators may possess pivotal roles for hDPSC differentiation and, therefore, the chromatin accessibility modulation should have therapeutic potential for inducing odontogenic differentiation of hDPSC.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
象牙質は象牙芽細胞が分泌する細胞外基質とその石灰化により形成される。しかしながら、萌出後に形成される反応性象牙質は骨様硬組織であり歯髄保護が十分でない。さらに、近年、リバスキュラリゼーション法と呼ばれる歯内療法の開発が進んでおり、根管充填材を充填するのではなく、根尖孔外から髄腔内に意図的出血を誘導し、歯髄腔内に生活組織を誘導することが可能となっている。しかしながら、歯髄腔内に形成される生活組織は歯根膜組織/セメント質であり、in situダイレクトリプログラミングする技術開発が必要である。本研究により、生理学的な覆髄法およびリバスキュラリゼーション法樹立に向けた基礎的知見を得ることができた。
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