Identification of specific cell surface antigens for separation of neural crest derived cells and its application to bone regenerative medicine

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19655
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 篤 昭和大学, 歯学部, 講師 (50407558)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 神経堤由来細胞

Outline of Annual Research Achievements

神経堤由来細胞のごく一部の細胞は、成長後も幹細胞としての性質を維持し多分化能をもつことから、再生医療の新しい細胞ソースとして期待される。再生医療へ応用可能なリソースを得るためには、純度の高い神経堤由来細胞を低侵襲的に効率よく採取し、目的の細胞に分化誘導することが肝要と考えられる。本研究では低侵襲的に効率よく採取できる資源として、成体に存在する神経堤由来細胞を用いて骨誘導に挑戦した。
神経堤由来細胞の骨基質形成能を評価する目的で、FGF含有の幹細胞培地で増殖させたGFP陽性細胞をⅠ型コラーゲンゲルに懸濁した後に、アテロコラーゲンスポンジへ混入した移植材料を、頭頂骨に自然修復しない欠損を作成した骨欠損モデルマウスに移植すると、欠損部に骨様組織の形成が認められることを、経時的なCT撮影と組織形態学的解析から評価した。移植した神経堤由来細胞を追跡観察していくと、移植後３ヶ月経過した後において移植した細胞は再生した骨様組織内に潜伏することが明らかになった。
高解像度μCT解析の結果から、アテロコラーゲンスポンジ単独移植に比べ、神経堤由来細胞含有のアテロコラーゲンスポンジを移植すると、骨塩量と骨体積共に神経堤由来細胞含有の方で有意に増加した。再生骨に対してレーザーラマン分光法を用いて解析すると、神経堤由来細胞含有のアテロコラーゲンスポンジで誘導された再生骨は、アテロコラーゲンスポンジ単独移植に比べ、生体の骨組織に近い値を示した。これらの結果から、神経堤由来細胞による骨組織誘導法は、効果的な骨再生療法になり得ることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Lipoplysaccharide (LPS) inhibits ectopic bone formation induced by bone morphogenetic protein-2 and TGF-beta1 through IL-1beta production. (2020)
  • Author(s): Matsumoto A, Takami M, Urano E, Nakamachi T, Yoshimura K, Yamada A, Suzawa T, Miyamoto Y, Baba K, Kamijo R
  • Journal Title: J Oral Biosciences Volume: 62 Pages: 44-51
  • DOI: 10.1016/j.job.2020.01.004.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Possible involvement of elastase in enhanced osteoclast differentiation by neutrophils through degradation of osteoprotegerin. (2020)
  • Author(s): Sugisaki R, Miyamoto Y, Yoshimura K, Sasa K, Kaneko K, Tanaka M, Itose M, Inoue S, IBaba K, Shirota K, Chikazu D, Kamijo R
  • Journal Title: Bone Volume: 132 Pages: 115216
  • DOI: 10.1016/j.bone.2019.115216
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Roles of monocarboxylate transporter subtypes In promotion and suppression of osteoclast differentiation and function. (2019)
  • Author(s): Imai H, Yoshimura K, Miyamoto Y, Sasa K, Sugano M, Chatani M, Takami M, Yamamoto M, Kamijo R
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Pages: 15608
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52128-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Visualization of junctional epithelial cell replacement by oral gingival epithelial cells over a life time and after gingivectomy. (2019)
  • Author(s): Kato M, Tanaka J, Aizawa R, Yajima-Himuro S, Seki T, Tanaka K, Yamada A, Ogawa M, Kamijo R, Tsuji T, Mishima K, Yamamoto M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Pages: 7640
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44065-x.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cdc42 regulates cranial suture morphogenesis and ossification. (2019)
  • Author(s): Aizawa R, Yamada A, Seki T, Tanaka J, Nagahama R, Ikehata M, Kato T, Sakashita A, Ogata H, Chikazu D, Maki K, Mishima K, Yamamoto M, Kamijo R
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 512 Pages: 145-149
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.106.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immunotherapy for malignant tumors with focus on toll-like receptors. (2019)
  • Author(s): Manome Y, Suzuki D, Nishida R, Yamada A, Miyamoto Y, Funatsu T, Kamijo R
  • Journal Title: Oral Sci Int Volume: 16 Pages: 3-7
  • DOI: https://doi.org/10.1002/osi2.1011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 血管形成におけるCdc42の役割 (2019)
  • Author(s): 吉田優子、山田篤、吉村健太郎、上條竜太郎、飯島毅彦
  • Journal Title: 日本口腔組織培養学会 Volume: 28 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Respiration using hydrogen sulfide promotes chondrocyte proliferation and bone growth. (2019)
  • Author(s): Sasama Y, Yoshimura K, Miyamoto Y, Sasa K, Akaike T, Morita M, Matsunaga T, Shirota T, Kamijo R
  • Organizer: 第67回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gelated ozone suppresses osteoclast differentiation and periodontal bone loss. (2019)
  • Author(s): Oshio A, Miyamoto Y, Sasa K, Yamada A, Yoshimura K, Kamijo R
  • Organizer: 第67回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Promotion of osteoclast differentiation by reactive sulfur species. (2019)
  • Author(s): Miyamoto Y, Tsukuura R, Akaike T, Morita M, Chikazu D, Kamijo R
  • Organizer: 1st International Conference on persulfide and sulfur metabolism in biology and medicine.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 破骨細胞分化は活性イオウ分子種によって促進される (2019)
  • Author(s): 杉崎リサ、宮本洋一、赤池孝章、近津大地、上條竜太郎
  • Organizer: 第19回日本NO学会学術集会
• [Presentation] 8-NO2-cGMPによる骨芽細胞分化の抑制と破骨細胞分化の促進 (2019)
  • Author(s): 金子児太郎、宮本洋一、赤池孝章、杉崎リサ、小川 隆、近津大地、上條竜太郎
  • Organizer: 第19回 日本NO学会学術集会
• [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] 歯周病性骨破壊に対するオゾンジェルの効果 (2019)
  • Author(s): 吉村健太郎、宮本洋一、笹清人、 山田篤、茶谷昌宏、高見正道、上條竜太郎
  • Organizer: 第2回 オゾン医療・審美学会総会・学術大会
  • Invited
• [Presentation] PMA による細胞外マトリックスタンパク質 Nephronectin の発現制御機構の解明 (2019)
  • Author(s): 木下三博、山田 篤、上條竜太郎
  • Organizer: 第56回 日本口腔組織培養学会学術大会・総会
• [Presentation] モノカルボン酸輸送担体は骨形成と骨吸収の両者を調節する (2019)
  • Author(s): 笹 清人、吉村健太郎、今井裕子、山本松男、上條竜太郎
  • Organizer: 第56回 日本口腔組織培養学会学術大会・総会
• [Presentation] 破骨細胞におけるモノカルボン酸トランスポーターの役割について (2019)
  • Author(s): 今井裕子、上條竜太郎
  • Organizer: 第73回NPO法人日本口腔科学会学術集会
• [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、出沢哲夫、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
• [Remarks] 昭和大学歯学部 口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/index.html