細胞極性化による細胞分化メカニズムの解明

• Project/Area Number: 24K20084
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 日浦 秀暢 九州大学, 歯学研究院, 助教 (30984075)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 歯 / エナメル芽細胞 / 分化 / 細胞極性

Outline of Research at the Start

細胞極性は、細胞が方向性を持った細胞機能を発揮するために必要な機構であるが、様々な細胞に共通して存在すると予測される極性化制御因子は未だ発見されていない。これまでの研究で、破骨細胞の膜表面分子に着目し、骨リモデリングにおける石灰化調節機構の解明を行ってき た。本研究では、細胞外マトリックスを認識して特徴的な極性化を示す細胞の極性化制御機構に着目し、それぞれの細胞の極性化誘導モデルを用いることで、極性化に共通して発現する機能分子のスクリーニングを行い、極性化制御因子の同定および機能解明を目的とすして研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

細胞は細胞外環境からの情報をもとに極性化が行われ、方向性を持った細胞機能を発揮すると考えられるが、様々な細胞に共通して存在すると予測される極性化制御因子は未だ発見されていない。本研究では、細胞外マトリックスを認識して特徴的な極性化を示すと考えられるエナメル芽細胞の極性化制御機構に着目し、極性化誘導モデルを用いることで、極性化に共通して発現する機能分子のスクリーニングを行い、極性化制御因子の同定および機能解明を目的として、研究を開始した。
本年度は主に、歯原性上皮細胞をモデルとして、細胞極性化を誘導する3次元培養システムの検討を行った。エナメル芽細胞はその分化過程において、丸みを帯びた幹細胞から、立方状の形態へと形態変化を起こし、方向性を持ったエナメルマトリックスの分泌を行うことが知られている。そこで、これまでに樹立した歯原性上皮細胞株を用いて、細胞の極性化を誘導する方法の検討を行った。基底膜により上下方向が規定されていることが予想されたため、歯の発生時期に発現するlamininを培養皿にコーティングし、分化誘導を行ったところ、細胞が敷石上に変化し、細胞極性マーカーであるZo-1が頂端側へ配列することを認めた。この結果は、基底膜による一方向からの刺激が、細胞の極性の決定に重要な役割を果たしており、細胞分化に影響を与えている可能性が考えられた。今後は、細胞極性と細胞分化の影響について、解明していく予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

細胞の極性化を誘導を可能とする培養システムの構築を行った。

Strategy for Future Research Activity

細胞極性化を誘導するモデルを用いて、極性化に関わる因子のスクリーニングを行い、細胞分化メカニズムの解明を図る。