Elucidation of control mechanism on stem cell differentiation for tooth regeneration

2018 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, 医歯学系, 特任准教授 (90303130)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: Ikkb / NF-kB / 幹細胞 / 前歯

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されるIkkβ改変マウスを解析し、幹細胞から歯や毛髪への分化機能を明らかにすることを目的とした。幹細胞の可塑性、機能特性を明らかにすることで、幹細胞の歯の再生療法への応用の可能性を追求した。本年度は、NF-kBシグナルの減少しているマウスが６ヶ月を過ぎたあたりから致死となるため、１歳齢まで飼育させることができないことが確認され、NF-kBが過剰活性化するIkkβ-K5マウスを用いた解析に焦点を絞った。Ikkβ-K5マウスとNF-kBシグナルレポーターマウスのcompoundマウスの作成に成功し、その解析の結果、NF-kBの過剰な活性が、前歯のエナメル芽細胞直下の中間層細胞に強く認められた。しかし、最初にIkkβ-K5マウスに認められる異常は、エナメル芽細胞の断裂であり、エナメル芽細胞が中間層細胞によって制御されていることが示唆された。その後、表現系はエナメル芽細胞の著しい走行の乱れや歯髄内における硬組織を伴ったカプセル状構造物形成へと変化していった。それらの構造体は歯の放出とともに移動することが認められたが、その観察の中で、Ikkβ-K5マウスの前歯の萌出速度が著しく遅いことも明らかとなった。さらに、数ヶ月後にcervical loopの形態異常が確認されるようになり、同部位におけるSox2の著しい上昇が認められた。同時期に、頬側にしか認められないエナメルが舌側にも観察されるようになり、毛髪の異所性の形成も確認された。この毛髪は伸び続け、その異所性の毛髪の周囲に過剰歯が形成された。NF-kBシグナルが幹細胞の増殖と分化を制御していることが示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。