iPS細胞によるbiotooth作製のための基盤技術の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21592500
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 藤原 尚樹 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (20190100)
• Keywords: Biotooth / iPS細胞 / 歯の再生

Research Abstract

本計画はiPS細胞(induced pluripotent stem cells)から上皮・間葉の各細胞への分化誘導を検討し、それらの細胞とマウス歯胚由来細胞とを組み合わせることにより歯胚の組織細胞をiPS由来細胞から作り出すことを目標としている。
今年度得られた研究成果
1. iPS細胞から神経堤葉細胞への分化誘導法の確立
ヒトES細胞の研究を参考にして、マウスips細胞から歯原性間葉細胞の前駆細胞である神経堤細胞へ分化させる誘導法を開発した。この細胞は、免疫染色、リアルタイムRT-PCR,フローサイトメーターにてほとんどの細胞が神経堤細胞マーカー陽性であることが示された。また、ヌードマウスに対する移植実験にて腫瘍形成能が認められなかったことより、臨床応用への安全性が示唆された。
2. iPS細胞由来神経堤様細胞の象牙芽細胞への分化能
1で誘導された神経堤様細胞をマウス歯胚上皮細胞と共培養することにより、この細胞が象牙芽細胞マーカーDSPを発現することが分かった。また、この遺伝子発現は、マウス歯胚上皮細胞株HAT-7のコンディションドメディウムでの培養において有意に増加することがわかった。この結果より、iPS細胞由来神経堤様細胞が象牙芽細胞に分化する能力をもち、歯の再生に有用な細胞ソースとなる得ることが示された。この結果は現在論文にまとめ、投稿準備中である。
3. iPS細胞由来神経堤様細胞と歯胚細胞との組み合わせによる移植実験
iPS細胞由来神経堤様細胞と歯胚上皮細胞を組み合わせ、免疫不全マウス腎皮膜下に移植する実験をフランスの研究チームとの共同研究にて進めている。現在までに実験の手法の確立が終わっており、今後実験の更なる解析を進め、iPS細胞由来神経堤様細胞が実際に歯胚を形成するかどうかを詳細に検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of Hertwig's epithelial root sheath cell line from cells involved in epithelial-mesenchymal transition (2011)
  • Author(s): Akimoto, T., Fujiwara, N., Kagiya, T., Otsu.K., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 404 Pages: 308-312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional role of Rho-kinase in ameloblast differentiation. (2010)
  • Author(s): Otsu, K., Kishigami, R., Fujiwara, N., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: J.Cell Physiol. Volume: (e-pub)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Live cell imaging of dental epithelial stem cells (2011)
  • Author(s): Hidemitsu Harada, Keishi Otsu, Naoki Fujiwara, Kiyoto Ishizeki
  • Organizer: 第116回日本解剖学会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 横浜、神奈川
  • Year and Date: 20110328-20110330
• [Presentation] 歯の再生に向けたiPS細胞から神経堤細胞への分化誘導 (2011)
  • Author(s): 大津圭史、岸上良太、石関清人、藤原尚樹、原田英光
  • Organizer: 第10回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 新宿、東京
  • Year and Date: 20110301-20110302
• [Presentation] iPS細胞由来奇形種における上皮細胞の分化解析と歯の再生への可能性 (2011)
  • Author(s): 岸上良太、大津圭史、藤原尚樹、原田英光
  • Organizer: 第10回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 新宿、東京
  • Year and Date: 20110301-20110302
• [Presentation] Neural Crest like Cell from Induced Pluripotent Stem Cells for Tooth Regeneration (2011)
  • Author(s): Keishi Otsu, Ryota Kishigami, Naoki Fujiwara, Harumi Mizuki, Hidemitsu Harada
  • Organizer: Frontier Meeting 2010
  • Place of Presentation: 市ケ谷、東京
  • Year and Date: 20110225-20110226
• [Presentation] Establishment of Hertwig's epithelial root sheath cell line from cells involved in epithelial-mesenchymal transition (2011)
  • Author(s): Naoki Fujiwara, Ai Sasaki-Oikawa, Keishi Otsu, Hidemitsu Harada
  • Organizer: Frontier Meeting 2010
  • Place of Presentation: 市ケ谷、東京
  • Year and Date: 20110225-20110226
• [Presentation] Hertwig上皮鞘細胞の特性とEMTの可能性 (2010)
  • Author(s): 藤原尚樹、大津圭史、櫻庭春菜、石関清人、原田英光
  • Organizer: 第51回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 船堀、東京
  • Year and Date: 20100920-20100922
• [Presentation] Establishment of immortalized Hertwig's epithelial root sheath cells and character of cell line (2010)
  • Author(s): Fujiwara, N., Akimoto, T., Sasaki-Oikawa, Ai., Otsu, K., Mayama H., Harada, H.
  • Organizer: The 10^<th> Tooth Morphogenesis and Differentiation
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20100901-20100904
• [Presentation] New hypothesis of cross-striation formation mechanism (2010)
  • Author(s): Sasaki-Oikawa, Ai., Otsu, K., Fujiwara, Xu, L., Taniguchi, A., Harada, H.
  • Organizer: The 10^<th> Tooth Morphogenesis and Differentiation
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20100901-20100904
• [Presentation] Visualizing cellular dynamics of tooth development (2010)
  • Author(s): Otsu, K., Fujiwara, N., Harada, H.
  • Organizer: The 10^<th> Tooth Morphogenesis and Differentiation
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20100901-20100904
• [Presentation] Cell culture of human dental epithelium cells and its approach for regenerative dentistry (2010)
  • Author(s): Mayama, H., Fujiwara, N., Sasaki-Oikawa, Ai., Otsu, K., Sakuraba, H., Miura, H., Harada, H.
  • Organizer: The 10^<th> Tooth Morphogenesis and Differentiation
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20100901-20100904
• [Presentation] Biological effects of cyclic diarylheptanoids on tooth root formation. (2010)
  • Author(s): Lee, J.-W., Ota, M.S., Fujiwara, N., Yonezawa, T., Date, Y., Harada, H., Iseki, S., Seo, H.-J., Jeon, W.-B., Cha, B.-Y., Nagai, K., Woo, J.-T.
  • Organizer: The 10^<th> Tooth Morphogenesis and Differentiation
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20100901-20100904