2020 Fiscal Year Annual Research Report

Dental implant treatment and mesenchymal stem cell aging

Research Project

Project/Area Number	19H03843
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	鮎川保則九州大学, 歯学研究院, 准教授 (50304697)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	熱田生九州大学, 歯学研究院, 准教授 (30423487) 古谷野潔九州大学, 歯学研究院, 教授 (50195872)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	Stem cell aging / 歯科インプラント
Outline of Annual Research Achievements	stem cell aging（SCA）とは幹細胞およびその性質を維持するために必要なnicheの加齢変化を指し、近年ではAgingを構成する要素の一つとして認識されつつある。つまり、【幹細胞とその周囲の細胞や細胞外基質全体の加齢変化が臓器・組織の機能低下や疾患の発症を来す】という考え方である。本研究計画は、「加齢関連口腔領域疾患にはSCAが影響している」、「SCAを制御することが加齢関連口腔領域疾患の制御につながる」という仮説を検証することを目的として企画した。本研究では特にインプラント治療とSCAの概念の関連について、特にインプラント周囲骨形成における加齢・疾患MSCや周囲環境（niche）としての骨の動態について検討することを目的とした。今年度は、まず健全MSCと病態MSCを比較することを目的として、健全ラットおよび病態としてMRONJラットよりMSCを採取し、培養を行った。MSCの採取および培養については順調に行うことができた。次にMSCより遺伝子やタンパクの抽出を行い、抽出手法を確立した。今後遺伝子やタンパクの発現を網羅的に解析予定。また、各種病態動物に埋入したチタン周囲の骨動態の検討に関する研究では、インプラント埋入モデルの確立のため、新たなデザインの動物用チタンインプラントを試作し、実際にラット脛骨に埋入することでモデルの確立を試みた。埋入したインプラントはラット脛骨内でオッセオインテグレーションしたことが確認されたため、今後は各種病態動物にインプラントを埋入して周囲骨形成量を測定し、各種病態がインプラント周囲骨組織（骨体積、骨接触率等のパラメーター）に与えている影響を観察する予定。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 健全・病態MSC共培養による病態MSCの改善および遺伝子発現の変化の検討：各種病態MSCを健全MSCと共培養し、変化した遺伝子・タンパクの発現が改善するか検討することを目的として、培養実験で各種病態MSCに対して健全MSCが治癒効果を有するか確認する予定であったが、コロナ禍による自宅待機等によりこの実験が実施できなかった。
Strategy for Future Research Activity	来年度は下記実験を進めていく。研究計画の変更は予定していないが、コロナ禍の推移により進捗状況が変化するため、実験可能な時期に確実に推進できるようスケジュールを検討する。実験２　健全・病態MSC共培養による病態MSCの改善および遺伝子発現の変化の検討：各種病態MSCを健全MSCと共培養し、変化した遺伝子・タンパクの発現が改善するか検討することを目的として、培養実験で各種病態MSCに対して健全MSCが治癒効果を有するか確認する。実験３　各種病態動物のコラーゲン架橋構造の相違の検討：コラーゲン架橋の変化が骨粗鬆症等の骨の脆弱化をもたらすことが知られているが、コラーゲンは口腔領域における重要なnicheであるため、各種病態動物が産生するコラーゲンの相違を観察する。具体的には、各種病態動物より、I型コラーゲン産生細胞（線維芽細胞、骨芽細胞）を単離し、培養下でI型コラーゲンを産生させて架橋構造の相違を検討する。さらに、実験２で改善したMSCから分化させた線維芽細胞、骨芽細胞にI型コラーゲンを産生させ、架橋が正常になるか確認する。実験４　各種病態動物に埋入したチタン周囲の骨動態の検討：各種病態動物にチタンインプラントを埋入する。一定期間後に研磨標本を作製し、インプラント周囲骨形成量を測定する。各種病態がインプラント周囲骨組織（骨体積、骨接触率等のパラメーター）に与えている影響を観察する。