Search for optimal transplantation conditions of primary dental pulp stem cells and establishment of regenerative treatment for cleft palate using cold laser

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K10226
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 柄 優至 広島大学, 病院(歯), 助教 (50737682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷本 幸太郎 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (20322240) ; 阿部 崇晴 広島大学, 病院(歯), 助教 (20806682) ; 國松 亮 広島大学, 医系科学研究科(歯), 准教授 (40580915)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 骨再生 / 骨移植 / SHED / 超短パルス半導体レーザー

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低侵襲で細胞採取が可能なヒト乳歯歯髄由来のstem cells from human exfoliated deciduous teeth（SHED）に着目し、歯髄中に含まれる幹細胞のうち、どの細胞集団が骨再生に関与しているのかの解明および、優れた生体活性化作用を有するコールドレーザー照射が、SHEDや骨再生誘導にどのような影響を及ぼすのかを検証することが目的である。抜去された乳歯からSHEDを単離・培養し、FACSAriaⅡセルソーターを使用し、SHEDからCD146陽性細胞集団(CD146+)およびCD146陰性細胞集団 (CD146-)を単離・培養した。6 週齢免疫不全マウス(BALB/c-nu)の頭蓋冠に、トレフィンバーを用いて、骨欠損を作製し、アテロコラーゲンスポンジを使用して生体内移植を行った。CD146 +およびSHEDの不均一な集団を移植すると骨の再生が観察され、CD146+細胞では有意に高い骨の再生が観察された。 骨の再生は、CD146-群の方が対照群よりも高かったが、4週間および8週間で他の移植群よりも有意に低かった。 組織学的および免疫組織化学的評価により、CD146+細胞が骨の再生と血管新生を促進することが明らかとなった。この内容は、Oral Diseases, 2021に投稿し誌上に掲載された。
超短パルス半導体レーザーを使用して、各種細胞に対する影響を調査した。SHEDに対するレーザー照射の影響については、多種多様であり、研究デザインを含めたより詳細な検討が必要である。また、In Vivoにおいてcarbonate hydroxyapatiteとSHEDを併用し、より骨再生が誘導されることを解明した。この内容は、Cells, 2022に投稿し誌上に投稿し誌上に掲載された。

Research Products

• [Journal Article] Effect of CD146+ SHED on bone regeneration in a mouse calvaria defect model (2023)
  • Author(s): Rikitake Kodai、Kunimatsu Ryo、Yoshimi Yuki、Nakajima Kengo、Hiraki Tomoka、Aisyah Rizky Putranti Nurul、Tsuka Yuji、Abe Takaharu、Ando Kazuyo、Hayashi Yoko、Nikawa Hiroki、Tanimoto Kotaro
  • Journal Title: Oral Diseases Volume: 29 Pages: 725～734
  • DOI: 10.1111/odi.14020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Combination of Carbonate Hydroxyapatite and Stem Cells from Human Deciduous Teeth Promotes Bone Regeneration by Enhancing BMP-2, VEGF and CD31 Expression in Immunodeficient Mice (2022)
  • Author(s): Putranti Nurul Aisyah Rizky、Kunimatsu Ryo、Rikitake Kodai、Hiraki Tomoka、Nakajima Kengo、Abe Takaharu、Tsuka Yuji、Sakata Shuzo、Nakatani Ayaka、Nikawa Hiroki、Tanimoto Kotaro
  • Journal Title: Cells Volume: 11 Pages: 1914～1914
  • DOI: 10.3390/cells11121914
• [Presentation] ヒト軟骨細胞に惹起された炎症に対する高周波近赤外半導体レーザー照射の影響 (2022)
  • Author(s): 坂田修三, 國松亮, 柄優至, 中谷文香, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第34回日本レーザー歯学会総会・学術大会
• [Presentation] 高周波近赤外線領域半導体レーザー照射がヒト培養セメント芽細胞の骨分化能に及ぼす影響 (2022)
  • Author(s): 中谷文香, 國松亮, 柄優至, 坂田修三, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第34回日本レーザー歯学会総会・学術大会
• [Presentation] CD146 陽性乳歯歯髄由来間葉系幹細胞の骨分化能についての評価 (2022)
  • Author(s): 力武航大, 國松亮, 吉見友希, 中島健吾, 平木智香, Putranti NAR., 柄優至, 阿部崇晴, 安藤和代, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第81回日本矯正歯科学会学術大会＆第9回日韓ジョイントシンポジウム
• [Presentation] 乳歯歯髄由来間葉系幹細胞および炭酸アパタイト担体を併用した骨再生治療への応用 (2022)
  • Author(s): Putranti NAR., 國松亮, 力武航大, 平木智香, 吉見友希, 中島健吾, 柄優至, 阿部崇晴, 坂田修三, 中谷文香, 二川浩樹, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第81回日本矯正歯科学会学術大会＆第9回日韓ジョイントシンポジウム
• [Presentation] 乳歯歯髄由来間葉系幹細胞および炭酸アパタイト担体を併用した骨再生治療への応用 (2022)
  • Author(s): Putranti NAR., 國松亮, 力武航大, 平木智香, 吉見友希, 中島健吾, 柄優至, 阿部崇晴, 坂田修三, 中谷文香, 二川浩樹, 谷本幸太郎
  • Organizer: 第61回広島県歯科医学会・第106回広島大学歯学会例会