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2019 Fiscal Year Research-status Report

神経堤由来細胞とiPS細胞による歯原性細胞不在のエナメル芽細胞と象牙芽細胞誘導法

Research Project

Project/Area Number 18K09511
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

須澤 徹夫  昭和大学, 歯学部, 講師 (60271285)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上條 竜太郎  昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
KeywordsiPS細胞 / エナメル芽細胞 / 象牙芽細胞 / 神経堤由来細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究は適応範囲の広い歯の再生医療の実現に向けて、多能性幹細胞であるiPS細胞から歯原性細胞のサポート無しに歯原性上皮細胞と間葉細胞へ誘導できる技法の開発を検討した。1)ヒトiPS細胞からEGFとFGF-2によってSOX10陽性の神経堤由来細胞へ誘導した後に、BMP-2などの生理活性物質の刺激によって歯原性間葉細胞へ誘導させた。これらの誘導で、DSPPやRUNX2遺伝子の発現上昇が認められたことより、象牙芽細胞様細胞へと分化したことが考えられた。2)ヒトiPS細胞からレチノイン酸とBMP-4によってCK14陽性のケラチノサイトへ誘導した後に、FGF-8などの成長因子の刺激によって歯原性上皮細胞へ誘導させた。これらの誘導によって、アメロゲニンやアメロブラスチン遺伝子の発現上昇が認められたことから、エナメル芽細胞様細胞へと分化したことが考えられた。3)ヒトiPS細胞から誘導したエナメル芽細胞様細胞と象牙芽細胞様細胞を接触させるようにコラーゲンゲル内に包埋して、上皮-間葉相互作用を利用した歯胚再構成培養を実施した。コラーゲンゲルに包埋したエナメル芽細胞様細胞と象牙芽細胞様細胞は、培養経過に伴い一塊となったスフェロイドを形成した。4)再構成スフェロイドをマウス腎皮膜へ移植して、生育したスフェロイドを構成する細胞の極性や分布について組織形態学ならびに分子生物学的に解析している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

初年度に、1)ヒトiPS細胞からEGFとFGF-2によって神経堤由来細胞へ誘導後に、BMP-2を添加して歯原性間葉細胞である象牙芽細胞様細胞へ分化させることができた。2)ヒトiPS細胞からレチノイン酸とBMP-4によってケラチノサイトへ誘導後に、FGF-8などを添加して歯原性上皮細胞誘導であるエナメル芽細胞様細胞へ分化させることができた。本年度は、3)ヒトiPS細胞から誘導したエナメル芽細胞様細胞と象牙芽細胞様細胞による、上皮-間葉相互作用を利用した歯胚再構成培養を実施し、さらに再構成スフェロイドをマウス腎皮膜へ移植して、その後組織形態学ならびに分子生物学的に解析している。

Strategy for Future Research Activity

1)これまでの研究結果から、ヒトiPS細胞からレチノイン酸とBMP-4によってCK14陽性のケラチノサイトへ誘導した後に、FGF-8などの刺激によって歯原性上皮細胞へ誘導させた。これらの誘導で、アメロゲニンやアメロブラスチン遺伝子の発現上昇したことから、エナメル芽細胞様細胞へ分化することが明らかになった。さらにエナメルタンパク質の発現が上昇する効率的な誘導条件を検討する。歯胚形成期に発現するFGF-8以外の成長因子の添加や、添加のタイミングを変化させて、エナメルタンパク質の発現を指標に効率的な誘導法を検討する。2)ヒトiPS細胞から誘導したエナメル芽細胞様細胞と象牙芽細胞様細胞からなる、再構成スフェロイドをマウス腎皮膜へ移植して、生育したスフェロイドを構成する細胞の極性や分布について、引き続き組織形態学ならびに分子生物学的に解析する。

Causes of Carryover

細胞分化誘導後の遺伝子発現とタンパク質の発現解析で、幾つか用いなかった試薬があった。前年度の残金は、用いなかった遺伝子発現ならびにタンパク質の発現解析用の試薬にあてる。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Functional analysis of PTH1R variants found in primary failure of eruption.2020

    • Author(s)
      Izumida E, Suzawa T, Miyamoto Y, Yamada A, Takimoto R, Otsu M, Saito T, Yamaguchi T, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Yoshimura K, Sasa K, Takimoto R, Uyama R, Shirota T, Maki K, Kamijo R.
    • Journal Title

      Journal of Dental Research

      Volume: 99 Pages: 429-436

    • DOI

      10.1177/0022034520901731

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of lipid metabolism on mouse incisor dentinogenesis.2020

    • Author(s)
      Kurotaki, Y., Sakai, N., Miyazaki, T., Hosonuma, M., Sato, Y., Karakawa, A., Chatani, M., Myers, M., Suzawa, T., Negishi-Koga, T., Kamijo, R., Miyazaki, A., Maruoka, Y., Takami, M.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 5102

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61978-0.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lipopolysaccharide (LPS) Inhibits Ectopic Bone Formation Induced by Bone Morphogenetic Protein-2 and TGF-β1 through IL-1β Production.2020

    • Author(s)
      Matsumoto A, Takami M, Urano E, Nakamachi T, Yoshimura K, YamadaA, Suzawa T, Miyamoto Y, Baba K, Kamijo R.
    • Journal Title

      Journal of Oral Biosciences

      Volume: 62 Pages: 44-51

    • DOI

      10.1016/j.job.2020.01.004.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prospects of neural crest-derived cells from oral and dentofacial tissues for application in regenerative medicine.2020

    • Author(s)
      Suzawa T, Yoshida H, Takahashi M, Itose M, Takimoto R, Sasama Y, Tanaka M, Ikezaki K, Shirora T, Maki K, Kamijo R.
    • Journal Title

      Oral Science International

      Volume: 17 Pages: in press

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 神経堤由来細胞:再生医療の自家細胞ソースとしての可能性2020

    • Author(s)
      須澤徹夫、笹清人、吉村健太郎、山田篤、宇山理紗、宮本洋一、上條竜太郎
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 52 Pages: 印刷中

  • [Presentation] ゾレドロン酸はヒト末梢血単球の破骨細胞分化を抑制する2019

    • Author(s)
      瀧本 玲子、田中 元博、笹 清人、山田 篤、宮本 洋一、須澤 徹夫、吉村 健太郎、代田 達夫、上條 竜太郎
    • Organizer
      第18回東京骨関節フォーラム
  • [Presentation] 脂質異常症モデルマウスは切歯の象牙質肥厚を伴う歯髄狭窄を呈する2019

    • Author(s)
      黒滝優太朗、坂井信裕、宮崎拓郎、細沼雅弘、佐藤ゆり絵、唐川亜希子、茶谷昌宏、マイヤース三恵、須澤徹夫、根岸(古賀)貴子、上條竜太郎、宮崎章、高見正道、丸岡靖史
    • Organizer
      第66回昭和大学学士会総会
  • [Presentation] 原発性萌出不全特異的iPS細胞を用いた同疾患発症機序の解明2019

    • Author(s)
      泉田恵理、須澤徹夫、山口徹太郎、宮本洋一、上條竜太郎、槇 宏太郎
    • Organizer
      第29回 日本顎変形症学会総会・学術大会
  • [Presentation] ビスホスホネートのヒト末梢血単核細胞に対する作用の解析2019

    • Author(s)
      瀧本 玲子、宮本 洋一、山田 篤、須澤 徹夫、笹 清人、上條 竜太郎、代田 達夫
    • Organizer
      第65回昭和学士会総会

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Published: 2021-01-27  

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