in situ odontoblast direct reprogramming

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19611
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Suzuki Shigeki 東北大学, 大学病院, 講師 (30549762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 研志 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (40294798) ; 山田 聡 東北大学, 歯学研究科, 教授 (40359849) ; 土屋 志津 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (60610053)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 象牙芽細胞 / 相分離 / ダイレクトリプログラミング / クロマチンアクセシビリティ / ATAC-seq

Outline of Final Research Achievements

To clarify the transcriptome machinery in which genes associated with dentin extracellular matrix organization are efficiently transcribed, we attempted to isolate the phase separation within the nuclear of odontoblasts by transfecting phase separation tools and to analyze the changes in whole-genomic chromatin accessibility during induced differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSC). We failed to isolate the enough amounts of phase separated nuclear fraction in mouse odontoblasts due to insufficiency of phase separation tools. However, ATAC-seq analyses of hDPSC successfully disclosed that local epigenetic alteration mediated by the insulators may possess pivotal roles for hDPSC differentiation and, therefore, the chromatin accessibility modulation should have therapeutic potential for inducing odontogenic differentiation of hDPSC.

Free Research Field

歯内療法学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

象牙質は象牙芽細胞が分泌する細胞外基質とその石灰化により形成される。しかしながら、萌出後に形成される反応性象牙質は骨様硬組織であり歯髄保護が十分でない。さらに、近年、リバスキュラリゼーション法と呼ばれる歯内療法の開発が進んでおり、根管充填材を充填するのではなく、根尖孔外から髄腔内に意図的出血を誘導し、歯髄腔内に生活組織を誘導することが可能となっている。しかしながら、歯髄腔内に形成される生活組織は歯根膜組織/セメント質であり、in situダイレクトリプログラミングする技術開発が必要である。本研究により、生理学的な覆髄法およびリバスキュラリゼーション法樹立に向けた基礎的知見を得ることができた。