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Molecular analysis of regenerative or augmented jaw bone

Research Project

Project/Area Number 23K27785
Project/Area Number (Other) 23H03095 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 57050:Prosthodontics-related
Research InstitutionOsaka University (2024)
Kagoshima University (2023)

Principal Investigator

西村 正宏  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (00294570)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 正和  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00456683)
小戝 健一郎  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (90258418)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords間葉系幹細胞 / 骨増生 / 骨再生 / 再生医学
Outline of Research at the Start

加齢、外傷、腫瘍摘出、先天欠損などで、顎の骨が無くなったり痩せたりしている症例は多く、そういった症例に対して入れ歯やインプラントの治療をする事は困難です。そこで幹細胞治療が開発されていますが、どのような幹細胞をどうやって移植すればよいのか実は不明です。本研究では動物実験によって、移植した幹細胞あるいは生体内に存在する幹細胞が外傷後にどうなるのかを解明し、幹細胞移植によって確実な骨再生医療を提供するための基盤的知見を得ることを目指します。

Outline of Annual Research Achievements

安定した顎堤の確保は予知性の高い補綴治療において重要な要素である。細胞治療、特に
顎骨骨髄由来間葉系幹細胞(MBMSC)の使用は広範囲の骨増生を行うために有効な方法として期待されるが、これまで移植細胞側の性能ばかりに着目した研究が多く、MBMSCを移植した後の生体内での詳細な細胞動態は依然として不明である。MBMSC移植による骨増生治療を実現するためには、生体内でMBMSCがどのように骨増生を誘導しているのかを詳細に知る必要がある。
そこで当該年度は、マウス抜歯モデルを作成し、抜歯窩の骨治癒過程におけるMBMSCの動態について評価をおこなった。本研究ではMSCの分子マーカーとしてreptin receptor (LepR)とAxin2を用いた。正常顎骨骨髄内にはLepR陽性MSC(LepR+MSC)、Axin2陽性MSC(Axin2+MSC)、さらにLepRとAxin2の二重陽性MSC(LepR+/Axin2+MSC)の存在が認められ、主に血管周囲や骨髄洞内に局在が確認された。次にマウス下顎第2臼歯抜歯モデルを作成し、抜歯窩の骨修復過程におけるLepR+MSC、Axin2+MSC、LepR+/Axin2+MSCの変化を経時的に評価した。抜歯窩における骨形成過程において、各MSCは局在する部位や骨形成部位に出現してくるタイミングも異なることが明らかとなった。また、各MSC由来の骨芽細胞も局在部位が異なることが明らかとなった。これらの結果から、分子発現パターンの異なるMSCは骨修復過程において担う役割が異なっている可能性が見出された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度は顎骨骨髄中に存在するMSCの生体内での動態を探索し、顎骨骨髄内に分子発現の異なる複数のMSCが存在することが明らかとなった。またそれらの細胞は骨修復過程においてそれぞれ役割が異なっている可能性を初めて見出すことができた。しかし、各細胞の機能解析には至らず、次年度以降に解決すべき課題となった。

Strategy for Future Research Activity

顎骨骨髄中に存在が確認されたLepR+MSC、Axin2+MSC、LepR+/Axin2+MSCの骨修復における役割を解明するために、マウス抜歯モデルを作成し、経時的に組織を採取し、免疫染色後に各細胞をレーザーマイクロダイセクションによってそれぞれ単離をおこなう。得られた細胞においてトランスクリプトーム解析をおこない、各細胞に発現する分子の網羅的解析をおこなう。
また、骨形成部位でどのような制御機構が働き、これらの細胞において骨形成が誘導されるかは不明である。そこで、上記と同様に抜歯モデルを作成し、抜歯後3、7日目に組織を採取し、採取した組織を空間トランスクリプトーム解析によって、位置情報を保持したまま各分子発現の異なるMSCを取り巻く分子発現の変化を網羅的に解析し、顎骨MSCの機能制御機構を解明する。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Role of reactive oxygen species (ROS) in the regulation of adipogenic differentiation of human maxillary/mandibular bone marrow-derived mesenchymal stem cells2023

    • Author(s)
      Ikeda Nao、Ishii Masakazu、Miyata Haruka、Nishi Yasuhiro、Suehiro Fumio、Komabashiri Naohiro、Sakurai Tomoaki、Nishimura Masahiro
    • Journal Title

      Molecular Biology Reports

      Volume: 50 Issue: 7 Pages: 5733-5745

    • DOI

      10.1007/s11033-023-08528-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 抜歯窩における歯周組織由来間葉系幹細胞の動態解明2024

    • Author(s)
      宮田春香,大浦悠梨香,櫻井智章,西村正宏
    • Organizer
      日本口腔インプラント学会第41回九州支部学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯後の歯槽骨修復過程における 歯周組織由来間葉系幹細胞の動態解明2024

    • Author(s)
      宮田春香,石井正和,大浦悠梨香,櫻井智章,末廣史雄,西村正宏
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 未来のインプラント治療に貢献しうる幹細胞研究ーシャーレ内の研究を実用化に繋げるために必要な研究とは2023

    • Author(s)
      西村正宏
    • Organizer
      第53回日本口腔インプラント学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト顎骨骨髄由来間葉系幹細胞の脂肪分化制御における活性酸素種(ROS)の役割2023

    • Author(s)
      池田菜緒,末廣史雄,駒走尚大,宮田春香,櫻井智章,西恭宏,西村正宏
    • Organizer
      公益財団法人日本補綴歯科学会第132回学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト顎骨骨髄由来間葉系幹細胞における脂肪分化制御機構の解明2023

    • Author(s)
      宮田春香,末廣史雄,駒走尚大,池田菜緒,西村正宏
    • Organizer
      公益財団法人日本補綴歯科学会第132回学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 骨再生又は増生用複合体及びその製造方法2023

    • Inventor(s)
      西村正宏,末廣史雄,駒走尚大
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人鹿児島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-102016
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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