量子ビーム架橋技術を用いたコラーゲンゲルにおけるヒト歯髄幹細胞の幹細胞特性の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K10191
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 筒井 健夫 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (70366764)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 朋子 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (10548283) ; 田口 光正 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 次長 (60343943) ; 大山 智子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (90717646)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 機能性コラーゲン / 歯髄幹細胞 / 分化誘導

Outline of Annual Research Achievements

当該年度は、機能性コラーゲンゲルにおける歯髄幹細胞の石灰化分化誘導について、2週間目の幹細胞関連遺伝子と骨形成(硬組織形成)関連遺伝子のデジタ ルPCRを用いた発現解析を行った。通常培地作用群の幹細胞関連遺伝子の発現量は、機能性コラーゲンゲルが硬いほどコピー数が多く、コラーゲン未使用と比較 した際は最も硬い機能性コラーゲンゲルと差は解析されなかった。分化誘導培地作用群における幹細胞関連遺伝子の発現量では、機能性コラーゲンゲルが硬いほ どコピー数が多く、コラーゲン未使用との比較では最も硬い機能性コラーゲンゲルにおいてコピー数の有意な増加が解析された。骨形成関連遺伝子の発現量で は、分化誘導培地を作用させた最も硬い機能性コラーゲンゲルにおいて、コラーゲン未使用よりコピー数の有意な増加が解析された。このことから、最も硬い機 能性コラーゲンゲルにおける幹細胞関連遺伝子の発現維持と骨形成関連遺伝子の発現促進が示唆された。
走査電子顕微鏡(SEM)を用いた細胞形態解析から、コラーゲン未使用と比較し、機能性コラーゲンゲルでは膨らみを帯びた細胞形態が観察され、細胞突起に おいても丸みを有する歪な複数の膨らみが観察された。経過観察3日目では、コラーゲン未使用と比較し、機能性コラーゲンゲルでは細胞が立体的な様相を示 し、部分的な機能性コラーゲンゲルへの付着が観察された。また、コラーゲン未使用では細胞のコンタクトインヒビションにより二次元的な細胞増殖がみられた が、機能性コラーゲンゲルでは細胞が重なった立体像が観察された。
現在は、本研究期間中に大学の配管工事や新型コロナウイルス感染対策による業務の制限が加わり、予定通り進めることが困難であったが、計画されていた、 歯髄幹細胞培養下の機能性コラーゲンゲルを用いたin vivoにおける組織再生について実験を進めている。