2023 Fiscal Year Research-status Report
Regeneration of the periodontal tissue induced by the modified site-specific mesenchymal stem cells.
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22K09957
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高橋 智美 北海道大学, 歯学研究院, 技術専門職員 (50399953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 彩 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (60514312)
鈴木 伸吾 北海道大学, 歯学研究院, 技術職員 (70847839)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 歯肉由来間葉系幹細胞 / 細胞特性 / メカニカルストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、幹細胞の分化-成熟過程と周囲環境因子との関連性、および様々な刺激による細胞特性の変化について着目し、歯肉由来間葉系幹細胞から、歯根膜の修復・再生に利用可能な歯根膜由来間葉系幹細胞の特性をもつ細胞をつくることを目的としている。
７週齢のWistar Ratを用いて、上下第1、第2臼歯および臼歯部歯肉から歯根膜と歯肉を摘出し、得られた組織をコラゲナーゼ溶液で処理後、αMEM培地で約１週間培養した。各組織から分離培養した細胞について、令和５年度は以下の研究を遂行した。
１．細胞特性の確認：分離培養して得られた細胞を用いて、破骨細胞制御因子（RANKL、OPG）の発現についてWestern blotting法にて検索を行った。また、破骨細胞前駆細胞との共存培養を行い、破骨細胞誘導能を検索した。その結果、歯肉由来細胞および歯根膜由来細胞でRANKLとOPGのタンパク発現が確認され、共存培養においては破骨細胞への誘導能が認められた。
２．歯肉由来細胞への刺激：分離培養した歯肉由来細胞が新たな細胞特性を獲得するための条件を検討した。細胞特性を変化させるためのメカニカルストレスとして、荷重刺激を与えて、骨芽細胞/脂肪細胞への分化能ついて検索を行った。その結果、荷重刺激を加えた歯肉由来細胞では骨芽細胞への分化が亢進し、脂肪細胞への分化は抑制された。
以上のことより、メカニカルストレスを加えた歯肉由来細胞は細胞特性が変化することが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画では令和５年度の実験で、メカニカルストレスを加えた歯肉由来細胞について、PLAP-1/asporinやperiostin、RANKL、OPGといったタンパク発現をWestern blotting法にて検索し、歯根膜由来細胞の発現と比較する予定であったが、これらの実験は次年度以降に繰越となってしまった。
それ以外の実験については、おおむね予定通りに進行していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究計画としては、昨年度より持ち越したWestern blotting法による各種タンパク発現の検索を含め、以下のような実験計画で研究を行う。
１．歯肉由来細胞への刺激と細胞特性の変化：荷重刺激を加えた歯肉由来細胞について、歯根膜で高発現しているPLAP-1/asporinおよびperiostinの発現をWestern blotting法にて検索し、歯根膜由来細胞の発現と比較する。また、RANKLやOPGといった破骨細胞制御因子についても同様に検索し、歯根膜由来細胞の破骨細胞誘導能と比較検討することで、メカニカルストレスによる細胞特性の変化を確認する。
２．移植実験：遺伝子改変によりGFP（green fluorescent protein）を発現するラット SD-Tg(CAG-EGFP)（以下GFPラット）から歯肉由来細胞を分離培養する。刺激により歯根膜由来細胞と近似した細胞特性を獲得させた後、SDラットの左上顎第1臼歯抜歯窩へ移植し、組織標本にて歯根膜の修復・再生の様子を顕微鏡で観察する。移植した歯肉由来細胞はGFPラット由来の細胞であるため既存の組織と識別が可能であり、歯周組織の再生に利用されたかどうか確認できる。
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| Causes of Carryover |
研究計画では令和５年度の実験で、メカニカルストレスを加えた歯肉由来細胞について、PLAP-1/asporinやperiostin、RANKL、OPGといったタンパク発現をWestern blotting法にて検索し、歯根膜由来細胞の発現と比較する予定であったが、メカニカルストレスの条件設定に当初の想定より時間がかかり、これらの実験は次年度以降に繰越となってしまった。そのために研究費の一部に未使用額が生じてしまった。
次年度においては、繰り越してしまったタンパク発現の検索を行い、歯根膜由来細胞の細胞特性と比較検討する。また、細胞特性の変化を確認後、GFPラットを用いた移植実験へと研究を進める予定である。研究費については、これらの実験に必要な試薬、消耗品、実験動物の購入・飼育に使用する。また得られた結果を関連学会等で発表するための経費に充てる予定である。
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