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細胞ダイバーシティーを基盤とした歯周組織幹細胞の運命決定機構の解明

Research Project

Project/Area Number 23K24527
Project/Area Number (Other) 22H03269 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

岩山 智明  大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (80757865)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤原 千春  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (00755358)
村上 伸也  大阪大学, 大学院歯学研究科, 特任教授 (70239490)
新保 敬史  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授(常勤) (70780609)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords歯根膜 / 歯周組織再生 / scATAC-seq / オープンクロマチン領域 / シングルセル解析技術 / シングルセル解析 / シングルセル解析技
Outline of Research at the Start

歯周病によって失われた歯周組織を効率的に再生するためには、歯根膜の細胞群を効率的に活性化することが重要である。本研究では網羅的オープンクロマチン領域解析により歯根膜中の各細胞群のマスター転写因子や誘導因子を同定すると共に、歯根膜細胞特異的マウスを用いて細胞分化制御機構の解析を推進することにより、多様な細胞群の運命決定機構を探索し、歯周組織再生療法の開発にも繋がる基盤情報の構築を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では歯根膜中の各細胞群のマスター転写因子や誘導因子を同定すると共に、歯根膜細胞特異的マウスを用いて細胞分化制御機構の解析を推進することにより、多様な細胞群の運命決定機構を解明することを目的としている。このために、①scATAC-seq法によるマスター転写因子探索、②歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた細胞系譜解析、③歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた歯根膜特異的遺伝子機能解析、④CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析、の4つの解析を進める。初年度に①が完了しており、本年度は②~④について、主に以下の成果を得た。
②歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた細胞系譜解析:初年度に歯根膜細胞特異的CreERマウスの解析結果を出版済みであるが、さらに①のコンディショナルノックアウトマウスにおいて、その機序を検討するために、Creレポーターマウスもかけ合わせ、細胞系譜解析を行った。
③歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた歯根膜特異的遺伝子機能解析:①にて同定されたセメント芽細胞のクラスターに特徴的な転写因子について、floxマウスを新規に作製している。一方で、骨芽細胞に特徴的な転写因子のfloxマウスは利用可能であったため、掛け合わせにより歯根膜細胞特異的のコンディショナルノックアウトマウスを作製済した。一方で、骨芽細胞に特徴的な転写因子のfloxマウスは利用可能であったため、掛け合わせにより歯根膜細胞特異的のコンディショナルノックアウトマウスを作製し、組織学的な検討を行った。
④CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析:①で同定した転写因子について、CRISPRa-SAMによる転写活性化歯根膜細胞を作製した上で、シングルセルソーティングによりサブクローンを樹立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画の核となるセメント芽細胞特異的な転写因子候補のコンディショナルノックアウトマウス作製が計画通り進んでいる。CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析のための歯根膜細胞クローン作製も概ね計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

予定通り、作製したコンディショナルノックアウトマウスや歯根膜細胞クローンを用いた解析を進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] <i>Plap-1</i> lineage tracing and single-cell transcriptomics reveal cellular dynamics in the periodontal ligament2022

    • Author(s)
      Iwayama Tomoaki、Iwashita Mizuho、Miyashita Kazuya、Sakashita Hiromi、Matsumoto Shuji、Tomita Kiwako、Bhongsatiern Phan、Kitayama Tomomi、Ikegami Kentaro、Shimbo Takashi、Tamai Katsuto、Murayama Masanori A.、Ogawa Shuhei、Iwakura Yoichiro、Yamada Satoru、Olson Lorin E.、Takedachi Masahide、Murakami Shinya
    • Journal Title

      Development

      Volume: 149 Issue: 19 Pages: 201203-201203

    • DOI

      10.1242/dev.201203

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Periodontal tissue stem cells and mesenchymal stem cells in the periodontal ligament2022

    • Author(s)
      Iwayama Tomoaki、Sakashita Hiromi、Takedachi Masahide、Murakami Shinya
    • Journal Title

      Japanese Dental Science Review

      Volume: 58 Pages: 172-178

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2022.04.001

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Plap-1陽性歯根膜細胞による歯周組織の恒常性維持機構2023

    • Author(s)
      岩山 智明
    • Organizer
      第5回口腔医科学フロンティア
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanisms of Periodontal Tissue Homeostasis2023

    • Author(s)
      Iwayama T
    • Organizer
      FDCU International Symposium 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Plap-1によるセメント芽細胞分化制御2023

    • Author(s)
      岩下瑞穂, 岩山智明, 松本修治, Phan Bhongsatiern, 阪下裕美, 竹立匡秀, 山田聡、村上伸也
    • Organizer
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯根膜細胞による歯周組織の恒常性維持機構2023

    • Author(s)
      岩下瑞穂
    • Organizer
      大阪大学歯学会第135回例会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯周組織由来破骨前駆細胞の解析2023

    • Author(s)
      阪下裕美、岩山智明、松本修治、岩下瑞穂、Phan Bhongsatiern、纐纈友斗、吉田悠作、菊田順一、上中麻希、鎗伸弥、揚村朋弥、石井優、村上伸也
    • Organizer
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanism of periodontal tissue destruction in periodontitis2023

    • Author(s)
      Iwayama T, Sakashita H, Iwashita M, Matsumoto S, Bhongsatiern P, Yoshida Y, Koketsu Y, Takedachi M, Murakami S
    • Organizer
      Gordon Research Conference Bones and Teeth 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 理想的な歯周組織再生に向けた歯根膜幹細胞の理解2023

    • Author(s)
      岩山智明
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 歯根膜一細胞アトラスの構築2022

    • Author(s)
      岩下 瑞穂, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 松本 修治, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 宮下 和也, 北山 智美, 池上 健太郎, 新保 敬史, 玉井 克人, 竹立 匡秀, 山田 聡, 村上 伸也
    • Organizer
      第65回春季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ管新生誘導による歯周組織修復促進2022

    • Author(s)
      松本 修治, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 岩下 瑞穂, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 竹立 匡秀, 村上 伸也
    • Organizer
      第65回秋季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Sparcl1陽性セメント芽細胞の解析2022

    • Author(s)
      岩下 瑞穂, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 松本 修治, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 竹立 匡秀, 村上 伸也
    • Organizer
      第65回秋季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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