| Project/Area Number |
23K24533
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| Project/Area Number (Other) |
22H03275 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 健彦 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (10274127)
太田 耕司 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20335681)
池谷 真 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (20442923)
加藤 功一 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50283875)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | 間葉系幹細胞集塊 / 神経堤細胞由来間葉系幹細胞 / 顎骨オルガノイド / 歯肉オルガノイド |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、口腔の起源となる神経堤細胞(NCC)をiPS細胞から誘導し、そこからさらに顎骨オルガノイド・歯肉オルガノイドを樹立する。また、これらオルガノイドを搭載可能な流体デバイスを独自開発することで、口腔環境を模倣する「口腔オルガノイド-on-a-chip」を開発する。
さらに、得られた「口腔オルガノイド-on-a-chip」に免疫細胞や口腔内細菌を還流させながら、口腔内の生理・病理状態を創出し、口腔についての分子生物学的レベルでの理解を深め、将来の創薬・予防・再生医療開発のための基盤構築を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we successfully developed jawbone and gingival organoids from three-dimensional cell aggregates (C-iNCC-MSCs) based on mesenchymal stem cells of neural crest origin derived from human iPS cells (iNCC-MSCs). These organoids were generated through scaffold-free aggregation. By using a Bio3D printer combined with dynamic shaking culture, we established large-scale constructs while regulating YAP/TAZ mechanotransduction pathways. Furthermore, by incorporating endothelial cells, we generated gingival-like organoids with capillary-like structures. Additionally, we established a multi-layered, flow-controlled culture system using semiconductor-based microfluidic chip technology, allowing co-culture of organoids with epithelial cells and oral bacteria. This achievement represents a foundational step toward realizing a functional “Oral Organoids-on-a-chip” platform for future applications in disease modeling and regenerative therapy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、ヒトiPS細胞由来の神経堤系間葉系幹細胞を用いて、顎骨・歯肉オルガノイドを三次元的に再構築し、さらにマイクロ流路デバイス上での動的共培養系（Oral Organoids-on-a-chip）を確立した点で先駆的である。これらは新規歯周組織再生医療として臨床応用につながらう可能性があるとともに、口腔疾患再現in vitroモデルとして利用することで、口腔の病態メカニズム解明と創薬研究にも貢献できるといえる。したがって、顎口腔領域における未踏の再生基盤技術として学術的・社会的に大きな意義を持つ。
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