Preclinical study of regenerative therapy for bone defects using dental pulp stem cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K10017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: Kawase-Koga Yoko 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (10392408)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飛田 護邦 順天堂大学, 革新的医療技術開発研究センター, 先任准教授 (10599038) ; 近津 大地 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (30343122)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯髄幹細胞 / ミニブタ / 三次元顎骨再生 / GFP

Outline of Final Research Achievements

We have developed an efficient osteoblast induction method using human dental pulp stem cells in combination with biological active substances, and reported its efficacy in a mouse model of parietal bone defect. However, the in vivo mechanism of action of transplanted cells and the ability of pulp stem cell-derived osteoblasts to induce bone differentiation in large animals were unknown. In this study, we transplanted GFP minipig dental pulp stem cell-derived osteoblasts into a GFP(-) minipig jaw bone defect model and performed large animal experiments to clarify their mode of action in vivo. We succeeded in isolating and culturing the dental pulp stem cells from the minipigs and culturing them in three-dimensional culture, and confirmed significant osteogenic potential in the TH-added group.

Free Research Field

再生医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト歯髄幹細胞は、2000年にGronthosらがヒト歯髄に分化能の高い間葉系幹細胞が存在することを報告し（Proc Natl Acad Sci U S A, 2000）、新たな再生医療の細胞源として着目されている。前臨床試験として大動物の顎骨欠損モデルにおけるヒト歯髄幹細胞の有効性の検討という課題が残されており本研究を遂行した。本研究の成果は、われわれがこれまで行ってきたヒト歯髄幹細胞の高効率な骨分化誘導法の確立をさらに発展させるのみならず、再生工学、口腔外科学等、広い領域に波及効果をもたらすものであると確信している。そして後の臨床試験に必ずや繋がる研究である。