2017 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the effect of continuous stimulation of GDNF on the survival and inflammatory response of odontoblast and osteoblast

Research Project

Project/Area Number	16K20460
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	西藤法子広島大学, 病院(歯), 歯科診療医 (40735099)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords	歯学 / グリア細胞神経栄養因子 / 細胞血管内皮細胞増殖因子 / 象牙芽細胞 / 細胞生存能
Outline of Annual Research Achievements	本研究では歯髄の再生と誘導を目的として、神経細胞の生存や分化誘導に関わる強力な神経組織の栄養因子であるグリア細胞由来神経栄養因子（GDNF）に着目した。GDNFは神経組織以外にも歯の発生やラット初代培養歯髄細胞、骨芽細胞の炎症応答などにおいても発現が確認されている。本研究では米国NaGene社からGNDF分泌カプセルの供与を受けた。GNDFを発現するように遺伝子改変したヒト網膜色素上皮細胞（ARPE19細胞）を封入した微小カプセルをGDNF分泌カプセルとし、コントロールカプセルには遺伝子改変前の細胞を封入している。カプセルは無血清の維持培地に浸漬して維持しており、カプセル内の細胞から産生されたGNDFはカプセル表面の微小孔から維持培地中へ漏出している。また、ARPE19細胞は血管内皮細胞増殖因子（VEGF）を分泌することが知られている。カプセルの維持培地中のVEGFと持続的なGDNFの分泌をELISA法で確認した。維持培地に浸漬していたカプセルを0.1%FBSを含有するαMEM培地に移動するとVEGF及びGDNFの分泌量が減少し、維持培地に戻すと分泌量が回復することを確認した。また、低栄養状態の象牙芽細胞様細胞（KN３細胞）を各カプセルの維持培地で刺激し細胞の生存状態を測定した結果、GDNF分泌カプセルとコントロールカプセルそれぞれの維持培地で刺激した場合でカプセルを浸漬していない維持培地で刺激した場合より生存細胞が多かった。またALP活性も保持していることをALP活性測定とALP染色で確認した。両方のカプセルから維持培地中に分泌しているVEGFを阻害した結果、コントロールカプセルでの刺激群でのみ生存細胞数が減少した。本研究では低栄養状態のKN3細胞において、細胞の生存にGDNF分泌カプセルは有効であることが示唆された。これらの内容は論文にまとめて投稿し、受理された。