顎口腔組織幹細胞を用いたオルガノイド試験管内再構築法確立のための革新的基礎研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10183
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 阿部 成宏 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (00510364)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 顎口腔組織 / オルガノイド / 歯髄幹細胞 / 歯根膜幹細胞 / 口腔粘膜幹細胞 / 分化

Outline of Annual Research Achievements

再生医療に用いる幹細胞は、簡単に大量の細胞を単離することが重要である。われわれは神経幹細胞の単離・維持培養法として用いられているニューロスフェアー分離法（無血清培地下に成長因子を添加した培地で浮遊培養を行い、スフェロイド形成をする培養法）を用いて同一患者、同一時期、同一部位のApical papilla、Periodontal ligament、Oral mucosaの組織を29側より採取し、その中から幹細胞集団を単離し、性状解析を行い各組織由来の幹細胞集団の特徴づけを行うことに成功した。そのような中で、これらの細胞集団を複数組み合わせることで、より複雑な再生組織が可能であるかといった疑問を抱いた。しかしながら、スフェアーから歯を構成する組織へ再生させる場合は、その大きさが非常に小さく細胞の足場となるスキャホールドが必要となる。また、スキャホールドはそれ自体に再生組織の形が制御されてしまう。そこで、オルガノイド培養という技術が飛躍的に進歩したことに注目した。これらの技術を用いることでスキャホールドフリーで器官発生が可能となっている。それらを応用し、歯の発生プロセスを模倣できないかと考えた。本年度の研究では、スフェアー分離法にて単離されたそれぞれの組織由来幹細胞においてオルガノイド培養ができるか否かに関して検討した。様々な培養液ならびに条件の検討の結果、脳のオルガノイド培養法にいくつかの増殖因子を追加した培地を用いてゲルドーム法により、オルガノイド様の細胞集団を培養することに成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

歯乳頭組織、歯根膜組織ならびに口腔粘膜組織由来の幹細胞集団から効率よく、長期間培養可能なオルガノイド培養に関してのプロトコルを確立することができた。

Strategy for Future Research Activity

本年度では、各幹細胞単独でのオルガノイドの構築法を見出すことに成功したが、器官形成をする場合は、単独の組織では不可能であり、それらを組み合わせる必要がある。
今後は、組み合わせる細胞の種類や細胞数などを詳細に検討し、in vitro下で細部生物学的に検討していく。併せてそれらの構築したオルガノイド様組織の免疫不全動物への移植実験を行い、再生組織を明らかにしていく予定である。

Causes of Carryover

実験試薬や動物実験費用に関して当初の実験計画と若干の金額が合わず、次年度の使用額として計上した。