2017 Fiscal Year Research-status Report
小分子化合物を利用した再生歯胚構築の為の細胞分化制御法の開発
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16K20631
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Research Institution | Kanagawa Children's Medical Center (Clinical Research Institute) |
Principal Investigator |
成瀬 正啓 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所), 臨床研究所, 医師 (00756273)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | 細胞分化 / 歯の発生 / 小分子化合物 / 遺伝子発現 |
Outline of Annual Research Achievements |
歯の再生に関わる技術として、器官原基法の応用をはじめ、iPS細胞からエナメル芽細胞の人工誘導に成功したという報告や象牙芽細胞について、乳歯由来歯髄細胞から小分子化合物を用い、歯髄幹細胞を人工誘導する技術開発が進んだ。これらの成果により、細胞ソースの問題は解決に近づいたが、個別の細胞に誘導する為に、他の細胞との共培養や異種生物由来の蛋白成分を用いる必要があり、分化誘導過程において異種由来の成分の混在の可能性は解決すべき問題と考えられる。歯の発生は、神経栄養因子の一つであるNeurotrophin 4(NT-4)が歯原性上皮細胞においてTrkB受容体を介してその増殖を抑制、分化を促進し、iPS細胞からエナメル芽細胞への分化誘導時に、異種由来の歯原性上皮との共培養を応用するが、この際にもNT-4が必須の分子であると報告されている。そこで、NT-4の細胞受容体であるTrkBに特異的に作用する小分子化合物であるLM22A-4、さらにTrkB受容体の阻害剤である小分子化合物を用いることで、歯原性上皮細胞の分化の制御を異種成分が含まれない状態でできるのではないかと考えた。歯原性上皮細胞株にLM22A-4で刺激するとエナメル芽細胞分化マーカー遺伝群の発現が上昇した。その結果を踏まえ、歯原性上皮細胞、歯原性間葉細胞の石灰化誘導に与える影響を解析した。α-MEM培地に、アスコルビン酸およびβ-Glycerophosphateを加えた石灰化誘導培地にLM22A-4を添加し培養後、Alizarin Red S染色、von Kossa染色を行い石灰化に及ぼす影響を検討した。その結果、LM22A-4単独での作用では石灰化誘導は認められなかった。石灰化条件の検索と同時に歯原性上皮細胞の分化を促進することが明らかになっているERK1/2をリン酸化によるシグナルへの影響についても解析を進めている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度の所属研究機関変更により、研究環境整備に時間がかかったため、当初の研究計画の進捗に遅れが生じた。 前年度の結果により歯原性上皮細胞株、歯原性間葉細胞株を用いた小分子化合物が遺伝子発現に与える変化の解析に関して、至適濃度、至適作用時間、至適細胞培養環境の設定による効率的な刺激濃度による研究が進んだ。MAPKシグナル伝達経路に対してWestern blotting法を用いた解析を進めている。
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Strategy for Future Research Activity |
小分子化合物の歯原性上皮細胞、歯原性間葉細胞株の増殖、分化の分子機構の解明に向けて、Wnt、Bmp、MAPKシグナル伝達経路等に注目しWestern blotting法を用いて解析を行う。また、現在効果が確認されている化合物に加え、Wnt、Bmp、MAPKシグナル伝達経路作動薬、阻害薬に関して、歯原性上皮細胞、歯原性間葉細胞株の増殖、分化へ与える影響を解析する。機能的な歯には石灰化機序の解明が重要と考えられ、小分子化合物を用いた石灰化誘導条件の検討を行う。
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Causes of Carryover |
(理由)学会発表、論文の投稿の準備を予定していたが、その機会が得られなかったため
(使用計画)研究結果を公表すべく、学会発表、論文の投稿準備を進める
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