2019 Fiscal Year Research-status Report
歯髄幹細胞分化における転写因子ネットワーク機構の解明
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18K09638
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
藤本 勝巳 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (40294566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 冬樹 静岡県立静岡がんセンター(研究所), その他部局等, 研究員 (60400131)
金輪 真佐美 (福永真佐美) 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 助教 (00284208)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 歯髄幹細胞 / MSX1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯髄幹細胞は、骨芽細胞、脂肪細胞、神経細胞等への分化能を有する体性幹細胞の一つである。歯髄幹細胞は、骨髄由来間葉系幹細胞と比べ骨芽細胞／象牙芽細胞に分化しやすいが脂肪細胞には分化し難いという特徴があるがその理由については不明である。また、これまでの研究でMSX1が歯髄幹細胞の骨芽細胞分化の促進因子であることが明らかになってきたが、他の分化に対する役割については十分に解明されていない。そこで歯髄幹細胞の脂肪細胞への分化能に対するMSX1の役割について解析した。
siRNAによってMSX1をノックダウンした歯髄幹細胞とコントロールsiRNAで処理した歯髄幹細胞細胞を脂肪細胞分化誘導し、分化の程度を比較した。オイルレッドO染色で解析した結果、3週間分化誘導したコントロール細胞はほとんど染色されず脂肪細胞への分化があまり進んでいなかったが、MSX1ノックダウン細胞では大量の脂肪滴が細胞内に蓄積されていた。また脂肪細胞分化制御のマスター転写因子であるSREBP1やPPERγ、脂肪細胞分化の後期マーカーであるFABP4（脂肪酸結合タンパク質）とペリリピン（脂肪滴表面タンパク質）の発現がMSX1ノックダウン細胞と比べコントロール細胞で増加していた。特に脂肪細胞の初期分化に関係するPPERγの発現に対しては分化誘導の初期（1週間）に既に影響が見られ、MSX1ノックダウン細胞ではコントロール細胞と比べ約２倍に増加した。これらの結果から、MSX1は歯髄幹細胞において脂肪細胞分化の抑制因子として機能していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
歯髄幹細胞に特異的に高発現している遺伝子としてMSX1, MSX2, TBX2に注目して、その役割を明らかにするために研究を行なっている。歯髄幹細胞の骨芽細胞分化や脂肪細胞分化に対するMSX1の機能については解析が進んでいるが、他の２つ遺伝子については現在のところはっきりとした結果が得られていない、結果にばらつきが見られることから、複数の歯髄幹細胞を実験材料として用いることで細胞の個体間の違いをできるだけ排除して解析を進める必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロアレイ実験で得られた候補遺伝子から、MSX1の下流で作用し歯髄幹細胞分化を制御している遺伝子を絞り込む。MSX1,TBX2 の標的遺伝子の探索を目的とし、コントロール、遺伝子のノックダウン、過剰発現の３群の歯髄幹細胞からRNA を回収し、発現が変動する遺伝子を網羅的に解析する。また、細胞分化に対する影響の違いや転写因子間のクロストークについても解析する。免疫沈降法によりMSX1,MSX2,TBX2 タンパク質同士が細胞内で結合するか確認し、歯牙損傷刺激によって分泌される炎症性サイトカイン（IL-1,IL-6, TNF-α）や口腔内細菌由来のLPSのMSX1,MSX2,TBX2 もしくはその標的遺伝子の発現に対する影響について解析する。
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| Causes of Carryover |
研究棟の改築に伴い、研究室の仮移転と本移転の２回の移転作業に数ヶ月を有した。その間、実験は中止していたため次年度使用額が生じた。次年度使用額は当初の研究計画に従ってMSX1,2の口腔内領域の発現解析のために使用すると共に、歯髄幹細胞の個体差の影響を排除するために必要な歯髄幹細胞の購入費に充てる。
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