2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of a new drug for periodontal regeneration based on the activation of neural crest cells
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21K19608
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
友清 淳 九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 歯周組織再生 / 神経堤細胞 / iPS細胞 / WNT signaling / 低分子化合物 |
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| 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は以前から知られているが、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幹細胞の一つ、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、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,SMA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。低分子化合物を創薬へと応用する場合には、目的とする薬効以外の副作用を排除することが望ましいため、標的とする因子をシグナル伝達機構のなるべく下流に設定することが望ましい。そこで、これらの化合物の中から、WNTシグナルの下流を標的とするものを選択し、効果を検証した。その結果、転写因子Aを標的とする低分子化合物3種類を使用し、いずれの化合物を使用した場合においてもNCのPDLSC分化を促進できることが明らかとなった。これらの結果から、転写因子Aを標的とすることで、効率よくNCをPDLSCへと分化誘導できる可能性が示唆された。
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| 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。これらの化合物の標的を分析し、WNTシグナルの中で、転写因子Aを抑制することでSK-N-SHの歯根膜幹細胞分化が促進できることを明らかにした。またsiRNAにて転写因子Aをノックダウンすることによっても、SK-N-SHの歯根膜幹細胞分化を促進できることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
転写因子Aを標的とする３化合物においては、SK-N-SHと培養を行っても細胞死は確認されなかったことから、毒性は低いと考えられる。一方で、in vivoでの毒性は不明であるため、次年度にin vivoでの毒性試験を行う計画である。また次年度は、歯周病動物実験モデルを用いた、転写因子Aを標的とする３化合物の歯周組織再生能の評価を計画している。
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| Causes of Carryover |
低分子化合物が低濃度でも高い効果が得られたため、追加で購入する数量が少なくなった。分化誘導の評価に使用する抗体は、他の実験に使用するものを転用できたため、必要最小限の量の購入で対応することができた。
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[Presentation] Exosome derived human periodontal ligament stem cells promote bone formation of rat calvarial bone defects.2022
Author(s)
Mhd Safwan Albougha, Hideki Sugii, Orie Adachi, Atsushi Tomokiyo, Sayuri Hamano, Daigaku Hasegawa, Junko Obata, Shinichiro Yoshida, Tomohiro Itoyama, Shoko Fujino, Hiroshi Kaneko, Hidefumi Maeda.
Organizer
第156回日本歯科保存学会春季学術大会
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