1細胞解析を応用した抜歯窩間葉系幹細胞の同定とその臨床応用に向けた基盤研究

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K09275
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 國友 由理 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (30837381)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156) ; 北川 若奈 岡山大学, 大学病院, 医員 (10908669)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: １細胞解析 / 抜歯窩 / MRONJ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では「抜歯窩治癒過程の分子細胞メカニズムを解明し，MRONJの新たな治療法を開発すること」を最終目的に，scRNA-seq解析を用いて抜歯窩間葉系幹細胞 (Dental Socket Mesenchymal Stem Cells: DS-MSCs)を同定する．そして， MRONJモデルマウスを用いて DS-MSCsの挙動解析を行い，MRONJの病態を明らかにし，MRONJに対する新たな治療法を開発することを目標としている．
2023年度は，顎骨と大腿骨の違いを明らかにすることを目的に，8週齢のマウスの下顎骨および大腿骨を回収し，血球系細胞をソーターにて除去後，10X社のキットを用いて１細胞解析 (single cell RAN-sequencing: scRNA-seq)を行ったデータを用いて，データ解析を行った．その結果，大腿骨の間葉系細胞の多くはCxcl12を高発現しているCXCL12-Abundant Reticular (CAR)細胞で有るが，顎骨には，このCAR細胞はほとんど存在しないことが明らかとなった．
また，MRONJマウスの顎骨の状態を正確に把握するため，走査型顕微鏡 (SEM)にて顎骨の詳細な解析を行った．具体的には，マウスにZoledronic Acid HydrateとCyclophosphamide (ZA/CY)を3週間投与 (2回/週)し，上顎第一臼歯を抜歯した後，ZA/CYを2週間投与しMRONJ様モデルを作製した．組織を回収し，走査型顕微鏡 (SEM)にて抜歯窩周囲の歯槽骨の表面構造をZA/CY非投与の健常群と比較検討した．その結果，MRONJ様モデルの抜歯窩周囲の歯槽骨では，健常群と比較し，骨にクラッキングが多数観察された．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

scRNA-seq解析からもいくつかデータが出てきており，概ね順調に進展していると考える．

Strategy for Future Research Activity

scRNA-seq解析において，Trajectory解析や，Ligand-Receptor解析などを行い，抜歯窩に特異的に存在する細胞の同定を試みる．また，MRONJモデルマウスにおける１細胞解析の準備も進めていく予定である．しかし，組織学的解析からMRONJモデルマウスの抜歯窩の細胞数は明らかに少ないことがわかっている．そのため，モデル構築には時間を有すると考えている．
また，MRONJモデルマウスのSEM解析実験に関して，まだサンプル数が少ないため，今後サンプル数を増やして解析を行う予定である．

Causes of Carryover

令和５年度に予定していたMRONJモデルマウスでのscRNA-seq解析を行うための予備実験に，予想以上に時間を要しているため実験用消耗品等の購入が遅れ、次年度使用が生じた。令和6年度には当初計画に上乗せする形でこれらの消耗品も購入し実験を進める予定である。