2017 Fiscal Year Annual Research Report
Engineering bio-enamel in vitro using pluripotent stem cells and a novel organ culture system
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15H05046
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| Research Institution | The Nippon Dental University |
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Principal Investigator |
中原 貴 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (10366768)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井出 吉昭 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (70409225)
富永 徳子 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (90546532)
石川 博 日本歯科大学, 生命歯学部, 客員教授 (30089784)
橋本 尚詞 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80189498)
立花 利公 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80163476)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歯学 / 細胞・組織 / 再生医学 / 移植・再生医療 / 発生・分化 / 多能性幹細胞 / エナメル芽細胞 / エナメル形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ES細胞やiPS細胞などの多能性幹細胞を安全に医療応用するため、特許技術を基盤とした新規培養システムの開発を目的とした。本手法は、懸滴培養から灌流培養に移行して多能性幹細胞の器官培養を行い、三胚葉性組織からなる胚子様モンスターを作出する。そして同モンスター内に存在する歯胚原基からエナメル質形成細胞の分離を行って、将来の「バイオエナメル」（再生エナメル質）の創製に供する斬新な新規技術である。
この新手法は、多能性幹細胞を用いる培養技術でありながらがん化・腫瘍化を生じることがない新しい培養技術として特許を取得した再生医療技術である。本研究では、懸滴培養による胚様体形成から灌流培養に移行する一連の培養システムの再検証を行い、より確実に胚子様モンスターの形成ができる培養プロトコールの改良を図ってきた。
また、エナメル芽細胞の特異的なキャラクターの解析のため、ミニブタ胎仔歯胚の初代培養を通じてstable cell lineの樹立を進め、エナメル上皮組織由来のエナメル芽細胞株の分離と同定に成功した。
さらに、エナメル形成に必須の上皮－間葉相互作用を実験的に再現するため、抜去歯より得た歯性間葉系幹細胞（dental MSCs）の解析を行い、歯周組織の細胞系譜に属する複数の幹細胞について、とくにセメント質形成に特徴的な細胞特性を明らかにした。くわえて、再生医療の実用化を見据えて、ウシ胎仔血清を用いずにdental MSCsを培養できるシステムの構築を行い、歯髄と歯根膜の両幹細胞を用いた実践的無血清培養法の確立に成功した。
以上のように、多能性幹細胞からのエナメル質形成細胞の三胚葉性組織内誘導と同細胞の分離培養、さらにエナメル芽細胞株と歯性間葉系幹細胞を活用した“バイオエナメル”創製法の確立に向けた研究開発を行った。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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