2011 Fiscal Year Annual Research Report
人工多能性幹細胞を用いた高効率エナメル芽細胞分化誘導法の確立
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23890022
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新垣 真紀子 東北大学, 病院, 医員 (80610675)
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| Keywords | 人工多能性幹細胞(iPS細胞) / エナメル芽細胞 / アメロブラスチン / 歯原性上皮細胞 / 歯の再生 |
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| Research Abstract |
現在、歯科領域においては、歯の細胞や組織の再生を応用した治療技術は確立していない。ヒトの歯の再生医療として人工細胞や人工歯胚再構築を応用するには、自家移植可能な十分な数の歯原性細胞を調整・調達する必要がある。
そこで、我々は人工多能性幹細胞(iPS細胞)から歯原性細胞、中でもエナメル芽細胞を高効率に分化誘導するシステムの確立を本研究の目的とした。
我々の以前の研究において、マウス由来iPS細胞とアメロブラスチン(Ambn)を高発現するラット歯原性上皮細胞株SF2-24との共培養系、SF2-24のconditioned medium (CM)培養系を行った結果、培養7日目と10日目でiPS細胞におけるエナメル芽細胞分化マーカーAmbnとエナメリン(Enam)、ならびに上皮細胞マーカーp63やサイトケラチン14(CK14)の発現が経時的に増加していた。共培養14日目の免疫染色で、iPS細胞塊周囲から分化した上皮細胞様集団の約95%がAMBN陽性細胞となっていたことから、iPS細胞とエナメル芽細胞との培養により、iPS細胞が一部エナメル芽細胞に分化誘導されることを明らかにしていた。
本研究期間内に、iPS細胞をAmbn低発現歯原性上皮細胞のCMで培養した結果、iPS細胞におけるAmbn発現は誘導されなかった。また、SF2-24CMによる培養時に、抗NT-4抗体を加えた結果、CK14の発現増加は認められたがAmbnの発現が明らかに阻害されていた。本結果より、iPS細胞と歯原性上皮細胞株SF2-24のCM培養系によってiPS細胞をエナメル芽細胞に分化誘導することが可能であり、分化誘導に用いた細胞から分泌されるAmbnやNT-4がエナメル芽細胞への分化過程で重要な役割を演じていることが示唆された。このことは、iPS細胞を他の細胞と共培養することなく、これら誘導因子を利用して安全性の高い高効率エナメル芽細胞分化誘導法の確立に繋がると考えられる。
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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
我々は、iPS細胞を歯原性上皮細胞との培養によってエナメル芽細胞に分化誘導することにすでに成功しており、本研究の期間内目標は、iPS細胞をエナメル芽細胞に分化誘導する主な因子の同定、それを応用した培養系を用いて効率の良い分化誘導法を検討することであった。今回、期間内に、エナメル芽細胞への分化にAmbnおよびNT-4が重要な役割を担っていることを明らかにすることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、iPS細胞の分化誘導に用いるSF2-24細胞のconditioned medium (CM)に含まれるAMBNおよびNT-4以外の誘導因子についても検討を行い、それらを用いたエナメル芽細胞への効率化を図る。また、iPS細胞由来エナメル芽細胞をSCIDマウス皮下に移植してテラトーマの形成について検証することで、iPS細胞のエナメル芽細胞への分化効率および再生医療への安全性の検討を行うこととする。
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[Journal Article] Role of epithelial-stem cell interactions during dental cell differentiation2012
Author(s)
Arakaki M, Ishikawa M, Nakamura T, Iwamoto T, Yamada A, Fukuraoto E, Saito M, Otsu K, Harada H, Yamada Y, Fukumoto S
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Journal Title
The Journal of Biological Chemistry
Volume: 187(13)
Pages: 10590-601
Peer Reviewed
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