オミックス解析を用いた歯根膜発生機構の解明と幹細胞誘導型組織再生技術への応用

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03832
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 和田 尚久 九州大学, 歯学研究院, 教授 (60380466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514) ; 友清 淳 九州大学, 大学病院, 講師 (20507777) ; 祐田 明香 九州大学, 大学病院, 助教 (20814081) ; 藤井 慎介 九州大学, 歯学研究院, 講師 (60452786) ; 御手洗 裕美 九州大学, 大学病院, 助教 (60801660) ; 和田 裕子 九州大学, 歯学研究院, 助教 (70380706)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯根膜 / 幹細胞 / 歯周組織再生 / 歯胚

Outline of Annual Research Achievements

歯胚発生期に着目してオミックス解析により歯根膜発生・形成に重要な特異的因子を同定、機能解析することで歯根膜発生機構の一端を解明し、さらに歯根膜発生・形成に重要な同定因子を幹細胞分化制御候補因子として歯根膜細胞への分化誘導能について検討することを目的として研究を進めた。
マウス胎生18日齢の臼歯歯胚より、歯胚上皮組織、歯乳頭組織、歯小嚢組織を分離し、各組織のmRNAを回収した。各組織に特異的な遺伝子（keratinやvimentin等）の発現の検討により組織のisolationの確度が高いことを確認したのち、微量RNA-seqにて発現遺伝子の網羅的解析を行った。その結果、各組織に高発現している遺伝子群が検出された。その中から歯小嚢組織に高発現していた複数の因子を抽出し、定量的RT-PCRにて検討したところいくつかの因子は歯乳頭と比較して有意に高発現しており、また免疫組織化学染色にて歯小嚢組織に特異的に発現していた。因子A（仮称）の機能を検討する実験を進めているが、ヒト歯根膜細胞の分化および増殖、走化性に影響を及ぼしている結果が得られている。並行して歯胚上皮組織に高発現している遺伝子群についてもその局在および機能の検討を進めている。
また、歯根膜に特異的に発現しているActa2の機能解析を進めており、Acta2がTGF-beta刺激によりsmad2/3を介して、コラーゲン線維形成に関与していることが分かった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

歯小嚢組織に高発現していた複数の因子の抽出は順調に行うことができたが、各因子の機能解析のために使用を予定していたヒト歯原性細胞における発現解析を行っていたところ、当初の想定に反し目的の因子の発現量が細胞株クローンによって異なっていたことがわかり、使用する細胞株クローンの選別および選定に時間を要している。本選定に目途がたてば、機能解析を進めていけると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後はパスウェイ解析やenrichment解析により歯根膜形成に重要な候補因子として関
連する転写因子や細胞機能に関わる分子を抽出する。並行して、マウス臼歯歯胚発生期組織切片を用いて経時的に免疫組織学的あるいはin situ hybridization法にて検討する。さらにマウス歯根形成期歯胚歯胚器官培養法を用いた機能解析を行う予定である。
本研究の結果により歯根膜発生・形成に重要な特異的因子を同定し、歯根膜発生機構の一端を明らかにすることができると予測される。