Fundamental research for realizing regenerative medicine using jaw bone marrow mesenchymal stem cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03881
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: NISHIMURA Masahiro 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (00294570)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 正和 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00456683) ; 小戝 健一郎 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (90258418) ; 佐原 寿史 鹿児島大学, 総合科学域共同学系, 准教授 (90452333)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 再生医療 / 間葉系幹細胞 / 骨再生

Outline of Final Research Achievements

In this study, we evaluated for molecular markers that can predict the in vivo osteogenic potential of mandibular/maxillofacial bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MBMSCs). We showed that extracellular secreted CHI3-L1 levels showed a negative correlation with the in vivo osteogenic potential of MBMSCs. This result indicates that the possibility of predicting the in vivo osteogenic potential of MBMSCs by measuring the CHI3L1 expression levels.
In addition, MBMSCs are characterized by low adipogenic potential, but it was unclear what molecular mechanisms regulate their differentiation potential. We showed that early and late adipogenic transcription factors were dwnregulated in MBMSCs. Furthermore, we found that reactive oxygen species (ROS) are involved in the regulation of adipogenesis in MBMSCs.

Free Research Field

歯科補綴学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、MBMSC移植による骨増生効果を事前に予見するための分子マーカーの同定に成功した。この研究成果を利用した新たな細胞評価技術の開発によって、より効果的で安定的な骨増生治療を提供できる可能性が見出された。さらに、本研究ではMBMSCの脂肪分化制御の分子メカニズムの解明をおこない、ROSが分化制御において重要な働きをすることを初めて明らかにした。この研究成果はMBMSCの組織特異的な性質を解明するための新たな手がかりとなる可能性を示している。従って、本研究は学術的・社会的意義の高いものである。