Effect of Npas2 on osteogenic differentiation of stem cells

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18591
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Okawa Hiroko 東北大学, 歯学研究科, 助教 (00781296)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 時計遺伝子

Outline of Final Research Achievements

It has been reported that the clock genes could affect not only regulation of the biological clock but also cell proliferation and differentiation. The purpose of this study was to clarify the effect of the clock gene Npas2 on osteogenic differentiation of mouse bone marrow stromal cells (BMSC) or induced puluripotent stem (iPS) cells.
BMSC was collected from Clock-deficient mice and evaluated for osteogenic differentiation ability. As a result, osteogenic differentiation was suppressed and Npas2 gene expression was increased in Clock-deficient mouse BMSC as compared with the wild type BMSC. Moreover, when the osteogenic differentiation of iPS cells was evaluated by adding one compound that suppressed Npas2 gene expression, it was clarified that the osteogenic differentiation of iPS cells was promoted in a concentration-dependent manner.

Free Research Field

補綴歯科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年iPS細胞などの幹細胞を用いた再生医療が注目されており、幹細胞を効率的に目的組織へ導く分化誘導技術の開発が期待されている。サーカディアンリズムは、約24時間周期で変動する生理現象で、睡眠、呼吸や体温などが制御されている。サーカディアンリズムを司る時計遺伝子は、細胞増殖や分化に関わることが報告されている。細胞分化に関わる時計遺伝子の発現を調節できる化合物などを発見できれば、幹細胞の新しい分化誘導技術の発見につながる可能性がある。
本研究は、時計遺伝子が幹細胞の分化に及ぼす影響を明らかにすることで、分化誘導技術の開発につながり、再生医療の発展に貢献する学術的、社会的意義がある。