2020 Fiscal Year Annual Research Report
Introduction of proteolytic enzyme into biomineralization process and its application to tooth enamel regeneration
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19K22717
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
谷本 幸太郎 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20322240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國松 亮 広島大学, 病院(歯), 講師 (40580915)
加藤 功一 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50283875)
廣瀬 尚人 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (50611935)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオミネラリゼーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の検討により、ナノスフィア形成および分解反応液の至適条件が示された。エナメル質形成機構の全貌は解明されていないが、アメロゲニンがミセル構 造に集積したナノスフィアによりエナメル質の原型が作られ、その空間にカルシウムおよびリン酸イオンが集積することにより過飽和となってHAP結晶誘導が生 じると考えられるため、ナノスフィアの形成とカルシウムおよびリン酸の濃度条件がきわめて重要となる。そこで、バイオミネラリゼーションプロトコール確立のため、反応溶液の至適条件の検討を行い、一定の条件を確立した。2020年度では、年度計画に沿ってバイオミネラリゼーションにおけるナノスフィア分解の効果を検討した。これまでナノスフィアによるHAP結晶誘導において、結晶生成 は数百nmが限界であった。結晶誘導をさらに継続できるかどうかを検証するために、HAP結晶誘導の阻害の原因と考えられる残留蛋白をMMP-20, KLK-4を用いて分解することとした。ナノスフィアを構成するrh174には、MMP-20による複数の分解箇所があり、分解により大小のフラグメントが形成される。そのうち、分解されないC-terminalドメインを含むフラグメントは成長中のHAP表面に残存するが、さらにKLK-4を作用させることにより、更なる分解が生じることが本実験により明らかになった。
さらに、生体内に適用した場合の有効性の検討 ビーグル犬による実験的カリエスモデルを用いてHAP結晶成長誘導サイクルによるエナメル質再生効果を検証した。HAP結晶成誘導後に酵素による分解を試み、残存するナノスフィアの分解が認められた。しかしながら、一定の分解がみられるものの完全な分解は困難であり、酵素処理前の歯面の洗浄や温度管理など考慮すべき課題があることが示された。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] Effects of Human Full-length Amelogenin and C-terminal Amelogenin Peptide on the Proliferation of Human Mesenchymal Stem Cells Derived from Adipose Tissue2020
Author(s)
Ando K., Kunimatsu R., Yoshimi Y., Awada T., Tsuka Y., Sumi K., Abe T., Nakajima K., Tanimoto K.
Organizer
The 9th International Orthodontic Congress, The 12th Asian Pacific Orthodontic Congress, The 79th Annual Meeting of the Japanese Orthodontic Society
Int'l Joint Research
