Identification of novel genes involved in osteoblastogenesis of human periodontal ligament-derived mesenchymal stromal cells

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K20617
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: 山田 梓 北海道医療大学, 歯学部, 助教 (30708847)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 骨芽細胞分化

Outline of Annual Research Achievements

歯周病に対し現在行われている歯周組織再生療法は適応や骨再生量に限界があるため、新たな歯周組織再生療法の開発が期待されている。その中で間葉系幹細胞を用いた細胞治療が注目されており、ヒト歯根膜は有用な細胞ソースの一つである。しかしながら歯根膜由来間葉系幹細胞の骨芽細胞分化メカニズムには明らかでない点も多く、未知のファクターが関与している可能性もある。そこで本研究では間葉系幹細胞の骨芽細胞分化に関与する新規遺伝子の探索を行い、その作用を解明することを目的とした。
ヒト歯根膜由来間葉系幹細胞の骨芽細胞分化に関与する分子を網羅的に解析するため、健康なドナーから採取したヒト歯根膜由来間葉系幹細胞を石灰化誘導培地または非誘導培地にて培養後にRNAを抽出し、次世代シーケンサーによる解析を行った。その結果有意に発現変化を認めた遺伝子について、siRNAトランスフェクション等により機能解析を行なった。
次世代シーケンサーの解析結果より、骨芽細胞分化誘導時においてEGFL6（EGF like domain multiple 6）の有意な発現上昇を認めた。EGFL6をノックダウンしたヒト歯根膜由来間葉系幹細胞を骨芽細胞分化誘導培養したところ、ALP活性はコントロールと比較し上昇した。また、siEGFL6により骨形成関連遺伝子であるRUNX2, BSP, OPNの発現上昇を認めた。
実験結果より、EGFL6ノックダウンによりALP活性の上昇および骨形成関連遺伝子の発現上昇が認められたことから、EGFL6は間葉系幹細胞の骨芽細胞分化を負に制御している可能性が考えられる。EGFL6は歯周組織再生治療に使用するエムドゲインゲルによりその発現が変化することやangiogenesisと関与することが報告されており、歯周組織再生への応用が期待される。