歯の再生療法に向けた幹細胞分化制御機構の解明～毛との相同性、異同性に着目して～

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05532
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 前田 健康 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40183941)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大峡 淳 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40266169) ; 川崎 勝盛 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40529640) ; 川崎 真依子 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40584587) ; 井上 佳世子 (野澤佳世子) 新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任准教授 (90303130)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 歯の発生 / 毛 / 表現形

Outline of Annual Research Achievements

本研究では歯と毛髪が同一部位に同時に形成するIkkβ改変マウスを解析し、幹細胞から歯や毛髪への分岐ポイントにおける分化誘導メカニズムならびに毛包幹細胞の機能を明らかにすることを目的とし、毛包幹細胞の歯の再生療法への応用の可能性を追求する。さらに毛包幹細胞から歯胚形成細胞への変換による歯の再生療法の開発のため、毛包幹細胞の可塑性、機能特性を明らかにする。
本年度は幹細胞、歯胚細胞、毛包細胞の位置関係を３次元的に把握することで、歯、毛髪の形成端の位置およびIkkβの過剰発現により引き起こされた幹細胞から歯胚細胞、幹細胞から毛包細胞における分子レベルでの変動の理解をするため、Ikkβ改変マウスの歯及び毛髪形成端の解析を行った。
その結果、数種のNF-kB過剰活性マウスを検索したが、ほとんどのマウスでは歯における毛髪は認められず、他のマウスでも異所性の発毛は認められなかった。しかし、NF-kBシグナルが過剰に上皮内で活性化するマウス（Ikkb-K5マウス）を解析すると、歯と毛髪を同一部位に同時に形成する表現形が確認された。このマウスを形態学的手法を用い組織学的に観察すると、歯胚のcervical loopの形態異常が認められた。また、毛髪の形成は、cervical loopからやや近心側の上皮付近から形成されていることが明らかとなった。この毛髪の形成は６ヶ月齢以降のIkkβ-K5マウスで認められ、それ以前のマウスには確認できなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究目的のためには、cervical loopから近心にかけて連続した上皮の切片の獲得が必須となり、１つのサンプルからの獲得枚数が限定される。さらに本年度の研究成果より、毛髪の形成は６ヶ月齢以降のIkkβ-K5マウスでのみ認められることが明らかとなり、毛髪形成メカニズムの研究に使用可能なIkkβ-K5マウスを獲得するのに時間を要し、予定の実験を全て遂行することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

Ikkβ-K5マウスの数を増やし、今後の実験に十分な量が確保できた。今後は予定通り、Ikkβ-K5マウスの幹細胞ニッチにおけるNF-kBシグナル活性の変動、各種幹細胞マーカー遺伝子の発現の変動量、各シグナル経路(Shh、Wnt、Bmp、Fgf, Notch)の変化を検索する。変動の認められた場合、その変動部位の同定も行う。上記以外の分子変化をマイクロアレイにて検索する。また、幹細胞マーカー遺伝子改変マウスとNF-kB 関連遺伝子改変マウスのcompoundマウスを作成し、その形態的変化も検索する。