Development of mitophagy-regulated periodontal tissue organoids for autologous tooth transplantation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K17242
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: Yasunaga Madoka 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (80845264)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 自家歯牙移植法 / 歯周組織オルガノイド / ３次元培養法

Outline of Final Research Achievements

I attempted to create the polarized periodontal tissue complex by enhancement of cementoblastic differentiation using organoid culture of the periodontal tissue. To induce CEMP-1-expressing human periodontal ligament stem cells (HPLSCs) were generated by gene transfer methods. Cell sheets of stem cells were attempted to generate fibrous tissue and osteoblasts. CEMP-1-expressing HPLSCs were used to generate cementoblast-rich spheroids. Mitophagy-enhanced or -suppressed HPLSCs were used to examine a polarity of the periodontal tissue organoids that produced by a mixture of cell sheets and spheroids. The results showed that the periodontal tissue organoids generated from mitophagy-enhanced cell spheroids maintained the polarization of periodontal tissue complex.

Free Research Field

再生医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

確実な自家歯牙移植法には組織化された細胞を移植に併用することが重要である。本研究は、細胞シート培養法と多細胞スフェロイドのコラーゲン培養法を組み合わせて細胞が組織化された状態である歯周組織オルガノイドを形成した。さらに、オルガノイドにマイトファジーによる細胞極性を付与した。これらの研究結果は、極性を伴うオルガノイドを作製したことにより、より生体環境にマッチした組織複合体となった。すなわち、極性を付与した歯周組織複合体は自家歯牙移植法における失敗例を克服して、同移植法の安定性に貢献できると考える。本研究成果は、移植医療を含め歯科領域において歯周病並びにインプラント治療への応用も期待できる。