Investigation of integrin peptide therapy regulating stem cell niche for periodontal regeneration

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09576
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 山本 直史 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (50432662)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 寛也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (20710651) ; 山城 圭介 岡山大学, 大学病院, 講師 (30581087) ; 高柴 正悟 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (50226768)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 細胞外基質 / 増殖因子 / 歯周組織再生 / 幹細胞 / 微小環境

Outline of Annual Research Achievements

組織再生のためには，増殖因子と細胞外基質とが協調作用する幹細胞の微小環境（幹細胞ニッチ）の構築が必須である。今年度は，幹細胞ニッチの制御能を有するインテグリンα3阻害ペプチド（α325）を用いて，α325/増殖因子含有試薬による創傷治癒・組織再生促進効果と制御分子の発現を調べた。
１）ラット骨欠損モデル
昨年度の結果を統計学的有意差を示す研究に発展させるために、サンプル数をさらに増やして検証した。すなわち，既報（Nakamura, J Periodontol, 2019）に従って水平性骨欠損モデルを作製し，α325/FGF-2含有コラーゲンゲルによる組織再生効果を調べた。試薬填入後8週において，α325はスクランブルペプチド（Sc325）と比較して歯槽骨量を有意に増加し（1.4倍, p<0.005），それはFGF-2の効果（1.3倍）と同程度以上であった。また，α325とFGF-2を混合添加すると，さらに骨量は増加した（1.6倍）。
２）マウス歯周炎モデル
既報（Nagai, FASEB J. 2020）に従ってマウス歯周炎骨吸収モデルを作製し，α325もしくはFGF-2をマイクロシリンジにて乳頭歯肉に注入し，組織再生効果を調べた。試薬注入後3日において，ラットモデルと同様に，α325はFGF-2と同程度まで歯槽骨量を増加し（1.6倍），さらにFGF-2との併用によって1.9倍増加した（Sc325との比較, p<0.05）。α325群では，抗炎症性サイトカインIL-10とTGF-β1の遺伝子発現量が約2倍増加し，幹細胞マーカーであるOct-4と骨形成因子であるRunx2の遺伝子発現量が約3倍増加した（いずれもSc325との比較， p<0.05）。また同群では，歯根膜組織にコラーゲンIと間葉系幹細胞マーカーのCD146蛋白が，そして骨再生部位にオステオカルシン蛋白が多く検出された。
すなわち，α325は創傷治癒・組織再生促進効果を有し，さらに増殖因子との併用が有効である可能性が示された。