2019 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of the the method to develop 3D-periodontal ligament from iPS cells, and its application for artificial tooth root
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17H01598
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友清 淳 九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)
長谷川 大学 九州大学, 大学病院, 助教 (20757992)
吉田 晋一郎 九州大学, 大学病院, 助教 (30778866)
濱野 さゆり 九州大学, 歯学研究院, 助教 (40757978)
和田 尚久 九州大学, 大学病院, 教授 (60380466)
杉井 英樹 九州大学, 大学病院, 助教 (80802280)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 歯根膜幹細胞 / 人工歯根 / 3Dバイオプリンター / スフェロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
免疫不全ラットを用いた歯周組織欠損モデルラットの作製に成功し、iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞を応用した歯周組織再生について検討を行っている。これまでのところ、この細胞の移植によって、歯根膜や骨組織を含めた歯周組織再生が促進する傾向をつかんでいるが、個体数が少ないため、定量化解析までは至っていない。
また、iPS細胞からiPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞への迅速誘導培養法の確立のための歯根膜細胞由来細胞外基質の解析については、候補の基質の絞り込みに至っている。この候補基質は、歯根膜組織に多く存在しており、siRNAを用いた歯根膜細胞での発現抑制によって、iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞誘導が抑制される結果を得ている。一方で、このような特性のある細胞外基質の発現制御に関わる転写因子の方面からも解析を行っている。iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞への誘導能を有する細胞外基質を発現するヒト歯根膜細胞と発現しないヒト歯根膜細胞とでCAGEシークエンス解析を行い、候補となる8つの転写因子を得ることができており、各々の因子について、誘導能の解析を進めている。
さらに、３Dバイオプリンターを用いた不死化ヒト歯根膜幹細胞様細胞株のスフェロイドによる歯根膜様チューブ形成の質を高めるために、スフェロイドの形態の真円度について解析を行い、その結果、培養2-3日後のスフェロイドを用いるのが良いことを明らかにした。またこの条件下でチューブの支柱としてハイドロキシアパタイトおよびチタンを用いた結果、ハイドロキシアパタイトを支柱した場合に、チューブ外周に血管内皮増殖因子発現細胞および歯根膜マーカーであるシンデカン発現細胞が増加することを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞への誘導能を有する細胞外基質の候補の絞り込みはできているが、同定には至っていない。しかしながら、このような細胞外基質発現と関連性が考えられる転写因子から新たな解析を並行して進めている。
3Dバイオプリンターを用いたチューブ形成方法については、概ね明らかにすることに成功したと考えている。
歯根膜欠損モデルによる歯周組織再生については予備実験を終えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞を誘導する細胞外基質からなる因子について、その誘導能の解析を推進する計画である。また、転写因子については、8つの因子についてそれぞれ、iPS細胞由来歯根膜幹細胞様細胞の誘導に及ぼす影響について解析を進め、誘導能の高い因子については発現ベクターを作製し、過剰発現による効果について明らかにする計画である。
また３Dバイオプリンターを用いた不死化ヒト歯根膜幹細胞様細胞株のスフェロイドによる歯根膜様チューブ形成については、支柱となるハイドロキシアパタイト棒またはチタン棒について解析を進め、これらの材料が及ぼす効果について明らかにする。
得られた結果は、学会および論文発表を行う予定である。
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[Presentation] Effects of dopamine on odontoblastic differentiation through PKA signaling.2019
Author(s)
Shoko Fujino, Hamano Sayuri, Atsushi Tomokiyo, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Hideki Sugii, Ayako Washio, Hiromi Mitarai, Naohisa Wada, Chiaki Kitamura, Hidefumi Maeda.
Organizer
The 97th General Session & Exhibition of the IADR.
Int'l Joint Research
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[Presentation] Exosomes derived from human periodontal ligament stem cells promote osteoblastic differentiation of pre-osteoblasts.2019
Author(s)
Mhd Safwan Albougha, Hideki Sugii, Atsushi Tomokiyo, Sayuri Hamano, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Tomohiro Itoyama, Shoko Fujino, Taiga Ono, Orie Adachi, Hidefumi Maeda.
Organizer
第151回日本歯科保存学会秋季学術大会
