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2021 Fiscal Year Research-status Report

Development of a new drug for periodontal regeneration based on the activation of neural crest cells

Research Project

Project/Area Number 21K19608
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

友清 淳  九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 前田 英史  九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
和田 尚久  九州大学, 大学病院, 教授 (60380466)
杉井 英樹  九州大学, 歯学研究院, 助教 (80802280)
吉田 晋一郎  九州大学, 大学病院, 助教 (30778866)
小幡 純子  九州大学, 歯学研究院, 助教 (70759448)
糸山 知宏  九州大学, 大学病院, 助教 (50884433)
小野 太雅  九州大学, 大学病院, 助教 (90884734)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords歯周組織再生 / 神経堤細胞 / 歯根膜幹細胞 / 低分子化合物 / 賦活化
Outline of Annual Research Achievements

幹細胞は組織の再生に重要な役割を示すことが知られているが、その数は極めて少量である。申請者らは、歯根膜組織に存在する神経堤細胞(NC)を賦活化し歯根膜幹細胞(PDLSC)へと分化させ、歯根膜組織内のPDLSC数を増加させることで、歯周組織の再生を誘導するという、新しい歯周組織再生療法の開発を目指している。
これまでに申請者らは、HXCがNCからPDLSCへの分化を促進する働きを有することを明らかにしてきた。そこで低分子化合物スクリーニングを行い、HXCと同様にNCからPDLSCへの分化を促進する化合物の同定を試みた。スクリーニングの結果から、PDLSCのマーカーであるCOL1, FBN1, OPG, POSTNのうち、4種類の発現を上昇させるものを4化合物、3種類の発現を上昇させるものを3化合物同定した。さらに、PDLSCのマーカーとして、上述の4種類に加え、PLAP1, SCX, TNMD, aSMAの発現に関しても検証を行った。その結果、これらの候補化合物の中には、新たな4遺伝子発現も上昇させるものが含まれていた。現在候補化合物に関して、再現性を確かめると共に、濃度を変化させた場合のNCからPDLSCへの分化誘導効率について検証を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り、HXCと類似の働きを示す164化合物を、神経堤細胞株であるSK-N-SHへと添加し、一定期間培養後に、COL1, FBN1, OPG, POSTNのPDLSCマーカー発現について解析を行った。その結果、4種類の発現を上昇させるものを4化合物、3種類の発現を上昇させるものを3化合物同定した。また、これらの化合物に対して、PLAP1, SCX, TNMD, aSMAのPDLSCマーカー発現に関しても検証を行った。その結果、これらの候補化合物の中には、新たな4遺伝子発現も上昇させるものが含まれていた。
2022年5月までに、候補化合物を様々な濃度にてSK-N-SHへと添加し、そのPDLSC分化誘導能について検証する計画であった。そのため、現在スクリーニングから得られた候補化合物を様々な濃度にてSK-N-SHへと添加し、培養を行っている。

Strategy for Future Research Activity

リード化合物のPDLSC分化誘導メカニズムを解析するため、シグナルに関して検索を進める計画である。また、候補化合物の結果から、より標的を徳的にコントロールする化合物の同定を試みる予定である。
有効と考えられる候補化合物が同定できれば、その化合物の毒性評価を進め、毒性が問題ないことを確認した上で、動物実験を行う計画である。動物実験には、我々の研究室で方法を確立ているラットを用いた歯周組織傷害モデルを使用し、歯周組織傷害部位へと候補化合物を添加する。一定期間後に、マイクロCT撮影や、免疫組織化学的染色などにより、歯周組織の再生能を評価する計画である。

Causes of Carryover

SK-N-SHに低分子化合物を添加した後に行う解析に関しては、器機および試薬が当教室に備え付けてあるもので遂行可能であったため、これらを購入する必要が無かった。また、コロナウィルス感染症の流行のため、旅費の使用が無かった。

  • Research Products

    (11 results)

All 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Characterization of a clonal human periodontal ligament stem cell line exposed to methacrylate resin-, bioactive glass-, or silicon-based root canal sealers2021

    • Author(s)
      Tomokiyo Atsushi、Hasegawa Daigaku、Ono Taiga、Nagano Ryoko、Ipposhi Keita、Yamashita Kozue、Alhasan M. Anas、Maeda Hidefumi
    • Journal Title

      Odontology

      Volume: 110 Pages: 127~137

    • DOI

      10.1007/s10266-021-00648-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Secreted Frizzled-Related Protein 1 Promotes Odontoblastic Differentiation and Reparative Dentin Formation in Dental Pulp Cells2021

    • Author(s)
      Ipposhi Keita、Tomokiyo Atsushi、Ono Taiga、Yamashita Kozue、Alhasan Muhammad Anas、Hasegawa Daigaku、Hamano Sayuri、Yoshida Shinichiro、Sugii Hideki、Itoyama Tomohiro、Ogawa Marina、Maeda Hidefumi
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 10 Pages: 2491~2491

    • DOI

      10.3390/cells10092491

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mineral trioxide aggregate immersed in sodium hypochlorite reduce the osteoblastic differentiation of human periodontal ligament stem cells2021

    • Author(s)
      Yamashita Kozue、Tomokiyo Atsushi、Ono Taiga、Ipposhi Keita、Alhasan M. Anas、Tsuchiya Akira、Hamano Sayuri、Sugii Hideki、Yoshida Shinichiro、Itoyama Tomohiro、Maeda Hidefumi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 22091

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01545-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of biohybrid implants using a multipotent human periodontal ligament cell line and bioactive core materials2021

    • Author(s)
      Ono Taiga、Tomokiyo Atsushi、Ipposhi Keita、Yamashita Kozue、Alhasan M Anas、Miyazaki Yudai、Kunitomi Yoshihiro、Tsuchiya Akira、Ishikawa Kunio、Maeda Hidefumi
    • Journal Title

      Journal of Cellular Physiology

      Volume: 236 Pages: 6742-6753

    • DOI

      10.1002/jcp.30336

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Maeda. Hyaluronic Acid Could Enhance the Differentiation of Neural Crest like Cells to Periodontal Ligament Stem Cells.2021

    • Author(s)
      M Anas Alhasan, Atsushi Tomokiyo, Sayuri Hamano, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Hideki Sugii, Tomohiro Itoyama, Taiga Ono, Keita Ipposhi, Kozue Yamashita, Hidefumi Maeda.
    • Organizer
      第154回日本歯科保存学会春季学術大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of MTA exposed to NaOC l on osteoblastic differentiation of a human periodontal ligament stem cell line2021

    • Author(s)
      Kozue Yamashita, Atsushi Tomokiyo, Taiga Ono, Keita Ipposhi, M. Anas Alhasan, Akira Tsuchiya, Sayuri Hamano, Hideki Sugii, Shinichiro Yoshida, Tomohiro Itoyama, Hidefumi Maeda.
    • Organizer
      The 69th Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] WMTA の組成成分に及ぼすフェノール系貼薬剤の影響について.2021

    • Author(s)
      友清淳、山下梢、小野太雅、一法師啓太、濱野さゆり、長谷川大学、杉井英樹、吉田晋一郎、前 田英史 .
    • Organizer
      第 24 回日本歯科医学 会学術大会
  • [Presentation] バイオミメティクスを基盤とした歯周組織再生療法、直接覆髄剤、およびバイオハイブリッドインプラント創出の試み2021

    • Author(s)
      友清淳
    • Organizer
      第155回日本歯科保存学会春季学術大会
    • Invited
  • [Book] 外科的歯内療法-超音波装置を活用した歯根尖切除術 . 日本歯科評論2021

    • Author(s)
      友清淳、前田英史
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      ヒョーロンパブリッシャーズ
  • [Book] フェノール系貼薬剤は硬化後の White Mineral Trioxide Aggregate の崩壊および色調 変化を誘導する .2021

    • Author(s)
      友清淳、山下梢、小野太雅、一法師啓太、濱野さゆり、長谷川大学、杉井英樹、吉田晋一郎、 前田英史
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      クインテッセンス出版株式会社
  • [Book] sFRP1 は歯髄細胞の象牙芽細胞様分化を誘導し、デンティンブリッジ形成 を促進する2021

    • Author(s)
      一法師啓太、友清淳、小野太雅、山下梢、長谷川大学、濱野さゆり、杉井英樹、吉田晋一郎、糸 山知宏、前田英史
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      クインテッセンス出版株式会社

URL: 

Published: 2022-12-28  

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