| Project/Area Number |
23K24538
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| Project/Area Number (Other) |
22H03280 (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 57050:Prosthodontics-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪木 拓男 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00225195)
王 紫儀 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (71000113)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 象牙質 / 1細胞解析 / 空間トランスクリプトーム解析 / 象牙芽細胞 / scRNA-seq / 転写因子 / 再生 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，歯科界において必須の情報でありながら未解決である象牙芽細胞マスター遺伝子の同定，さらにはダイレクトリプログラミングに よる象牙芽細胞分化誘導法を確立する．具体的には，位置情報を付加した1細胞レベルでの解析に加えて，細胞分化の時間軸を加味した分化経路推定解析を駆使し，候補転写因子群の抽出を行う．そして，iPS細胞樹立技術を逆手に取ったマスター遺伝子同定法を駆使して象牙芽細胞分化のマスター遺伝子を同定し，同定したマスター遺伝子や誘導した象牙芽細胞を利用して，象牙質再生療法の基盤技術を確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，歯科界において必須の情報でありながら未解決である象牙芽細胞マスター遺伝子の同定，さらにはダイレクトリプログラミングによる象牙芽細胞分化誘導法を確立する．具体的には，位置情報を付加した1細胞レベルでの解析に加えて，細胞分化の時間軸を加味した分化経路推定解析を駆使し，候補転写因子群の抽出を行う．そして，iPS細胞樹立技術を逆手に取ったマスター遺伝子同定法を駆使して象牙芽細胞分化のマスター遺伝子を同定し，同定したマスター遺伝子や誘導した象牙芽細胞を利用して，象牙質再生療法の基盤技術を確立する事を目的としている．2022年度に，生後5-7日齢のCol1a1-GFPマウスの歯胚を摘出後，酵素処理により細胞の単一化をおこない，約5000個の単一細胞を得て，シングル解析システム (10x chromium)にてscRNA-seq解析を実施した．そして，間葉系幹細胞が象牙芽細胞へと分化する過程を，velocity解析，trajectory解析などを用いて明らかにし，Mki67陽性の細胞増殖能が高い細胞を象牙芽細胞の起源の細胞として同定した．2023年度はこれらの解析結果を用いてさらに解析を進め，この象牙芽細胞の起源細胞が象牙芽細胞のみならず，骨芽細胞への分化することが，解析から推測された．そして，この分化経路を詳しく解析した結果，象牙芽細胞への分化において特異的に発現する遺伝子をいくつか抽出することに成功した．そして，これらの遺伝子が象牙芽細胞分化に与える影響を，in vitroの培養系を用いて現在解析を行っている．また，そのいくつかの遺伝子に関しては，免疫染色でその局在を確認してきたが，発現量が低く，うまく染色されないものもあった．
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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
象牙芽細胞の分化に関わる遺伝子のいくつか抽出することができており，概ね順調に進んでいると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度の解析において，象牙芽細胞の分化に関わるいくつかの遺伝子が抽出された．2024年度はそれらの遺伝子の機能解析をin vitroの系で解析する予定である．また，効率よく象牙芽細胞分化を制御することが可能な遺伝子に対して，その遺伝子の発現を制御可能な小分子化合物のスクリーニングを行い，例えば直接覆髄や間接覆髄法に利用可能な薬剤の抽出を行う予定である．
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