2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of iPS cell-based tooth regeneration techniques by a transposon-based gene delivery system
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16H05519
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
江草 宏 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新部 邦透 東北大学, 大学病院, 助教 (50468500)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 歯胚再生 / 軟骨再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、歯胚発生のキーとなる遺伝子の発現を調節可能なiPS 細胞を作製し、発生過程の時間的な模倣による歯胚誘導を試みることによって、iPS 細胞を用いた歯の再生技術を創生することである。本年度までに我々は、トランスポゾンを利用した遺伝子導入法であるPiggyBacベクターシステムを用いて、歯の発生に関与するBMP-4遺伝子の発現について、テトラサイクリンの添加でOn/Offが制御性可能なマウス歯肉由来iPS細胞を確立した。また、iPS細胞胚様体にBMP-4遺伝子を強制発現させると、中胚葉系および上皮（非神経外胚葉）系の細胞へ誘導されることを明らかにしてきた。本年度は、iPS細胞胚様体にBMP-4を強制発現させることで嚢様構造の形成を誘導する方法を見出した。この構造体は口腔上皮マーカーを発現しており、この嚢様構造体から採取した細胞は、マウス皮下へ移植するとテラトーマを形成し、その内部には歯胚と同様に上皮間葉相互作用により器官発生する毛包様構造を認めた。次に、歯の発生に関連するシグナルを人為的に操作することで、iPS細胞から歯胚への誘導を試みた。TGF-β阻害剤をこの胚様体へ添加すると、中胚葉マーカー遺伝子の発現は減少し、非神経外胚葉マーカー遺伝子の発現が促進した。また、小分子化合物を用いてWntシグナル経路を活性化すると共にFGF-8bを添加することで歯原性関連遺伝子を発現させることが可能であった。一方で、iPS細胞胚様体にBMP-4を強制発現させることで中胚葉系系の細胞へ分化を方向付けた後に軟骨細胞への自己組織化を誘導することで、容易に成熟した軟骨細胞構造体を得ることが可能であった。本研究成果は、BMP-4等の遺伝子発現操作によって、iPS細胞から歯や軟骨の自己組織化を容易にする可能性を示しており、今後の再生医療への貢献が期待される。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
