セメント芽細胞分化誘導を基軸とした歯周組織再生型インプラントの基盤開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K11219
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 迫田 賢二 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (70419654)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白方 良典 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (60359982) ; 瀬名 浩太郎 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60701117)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / セメント芽細胞 / エナメルマトリックスタンパク

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、歯周組織付着器官の獲得をインプラント周囲にも求め、歯周組織付着器官を具備した「歯周組織再生型インプラント」開発の基盤を確立することを目的としている。
これまでに、我々はエナメルマトリックスタンパク（エムドゲイン(r)）存在下で間葉系幹細胞（MSCs）を培養することでセメントが細胞マーカーの一つであるCEMP1の遺伝子発現が亢進することをリアルタイムPCR法にて確認した。更に、歯根膜由来細胞においてはBMP-2刺激によってCEMP1の発現が抑制されるとの報告があることから、エムドゲイン(r)に含まれるBMPの効果をキャンセルするために、BMPアンタゴニストであるNogginをエムドゲイン(r)存在下でMSCsを刺激するとエムドゲイン(r)単独刺激よりもCEMP1の遺伝子発現が亢進した。CEMP1のタンパク発現については細胞免疫蛍光染色にて解析したところ、細胞質内にCEMP1の発現を認めた。また、エムドゲイン(r)でMSCsを３週間刺激した後にAlizarin Red S染色することで石灰化物の沈着も確認された。以上のことから、エムドゲイン(r)はMSCsのセメント芽細胞への分化に関与していることが示唆された。
上記研究内容と並行して、歯周組織付着器官がインプラント周囲に形成された後のホメオスタシス維持や再生療法についても検討する必要があると考え、MSCsの遊走や保持に重要な役割を果たすケモカインCXCL12に着目した。歯根膜由来細胞は無刺激の状態でもある程度のCXCL12を産生しているが、エムドゲイン(r)で刺激することでCXCL12産生は有意に亢進した。ところが、主要な炎症因子である生理活性分子PGE2の存在下では歯根膜由来細胞からのCXCL12産生は抑制されることがわかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の研究計画に加え、更に検討すべき事項が生じたためにやや遅れた。しかしながら、研究自体は当初の目的を達成するために順調に進んでいるといえる。

Strategy for Future Research Activity

本研究では、間葉系幹細胞のセメント芽細胞への分化についてエナメルマトリックスタンパクの他に低酸素状態が必要であると考えている。マルチガスインキュベーターによらない低予算での低酸素環境のシステム構築が一つの課題ではある。現在酸素濃度の調整は可能なシステムはできているため、長期培養に耐え得る環境に工夫が必要である。

Causes of Carryover

DNAマイクロアレイ（\67000計上）を予定していたが、別途検討事項が出てきたためにDNAマイクロアレイを行うことができなくなってしまった。このDNAマイクロアレイに関する費用を別の研究実施のために回したことが次年度使用額が生じた理由である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

DNAマイクロアレイの実施は難しいかもしれないため、安価なPCRアレイを組み合わせてデータ解析に利用したい。