2021 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト歯髄幹細胞の骨芽細胞分化におけるヘッジホッグ関連遺伝子制御システムの解明
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19K10189
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
近津 大地 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (30343122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古賀 陽子 東京医科大学, 医学部, 兼任助教 (10392408)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒト歯髄幹細胞 / 骨芽細胞 / ヘッジホッグ関連遺伝子 / VCAM1 / GFPT2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】本研究は、ヒト歯髄幹細胞を用いた骨再生医療の実現化に向けて骨組織や歯髄、象牙質発生の基礎的知見を解析し、その組織形成過程の分子メカニズムを分化・組織誘導刺激に応用することで新規骨再生法開発の礎を築くことを目的とする。そのために研究代表者らは、まず組織発生ならびに骨再生療法で重要な鍵を握る分子と期待されているヘッジホッグと、その転写メディエーターであるGliファミリーに着目した。また、ヒト歯髄幹細胞の骨芽細胞分化能に個体差があることに着目し、バイオインフォマティクスを駆使した網羅的な解析を行い、その遺伝子発現制御システムとエピゲノムを解明することを目的とした。
【方法・結果】ヒト歯髄幹細胞におけるヘッジホッグシグナルによる遺伝子発現パターンの網羅的な解析を行ったが、候補遺伝子の発現とヘッジホッグ並びにGliファミリーとの関連遺伝子の統計学的に有意差を認めなかったため、骨芽細胞分化能の高い群（HG）および低い群（LG）2群間の遺伝子発現をRNA-seqを用いて比較し、有意差が明らかだった2つの遺伝子(VCAM1,GFPT2)を選択した。2つの候補遺伝子の発現をreal-time PCRで確認したところ、VCAM1、GFPT2の発現はHGで統計的に有意に高値を認めた。siRNAを用いてVCAM1とGFPT2の発現抑制実験を実施し、2つの遺伝子のノックダウンにより骨芽細胞マーカーであるALP、Runx2等が有意に阻害された。また、VCAM1およびGFPT2の発現が、骨芽細胞分化経路に影響を与えるかどうかをウエスタンブロット法を用いて検討した。その結果、VCAM1はPl3/AktおよびRas-MEK-Erk経路を介して、GFPT2はHBPを介して、歯髄幹細胞の骨芽細胞分化に関与している可能性があることを確認した。本研究ではin vivoの解析まで至らなかった。
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[Journal Article] VCAM-1 and GFPT-2: Predictive markers of osteoblast differentiation in human dental pulp stem cells2022
Author(s)
Hatori, A., Fujii, Y., Kawase-Koga, Y., Ogasawara, T., Chikira, J., Minami, S., Yamakawa, D. & Chikazu, D
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Journal Title
Stem Cell Reviews and Reports
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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