2013 Fiscal Year Research-status Report
抗炎症能力を増強した間葉系幹細胞をデバイスとする新たな歯周組織再生療法の確立
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25463053
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
帖佐 直幸 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (80326694)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 歯周組織再生 / 間葉系幹細胞 / 炎症性サイトカイン / アンタゴニスト / 細胞治療 |
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| Research Abstract |
本年度はIL-1が歯肉線維芽細胞（HGF）に作用して、IL-6のシグナル伝達分子gp130の発現を亢進することを確認した。加えて、IL-1raとsgp130の作用を併せ持つ融合タンパクIL-1ra-sgp130を合成し、HGFにおける炎症制御を検証した。最初にIL-1raおよびsgp130のcDNAをpFLAG-CMV-5a（SIGMA）に組み込み、発現ベクターを構築した。その後、293F細胞に導入、発現させたIL-1ra-sgp130をアフィニティーカラムによって精製した。新規に合成したIL-1ra-sgp130は、HGFにおけるIL-1β、IL-6/sIL-6R誘導性のカテプシンLおよびVEGF産生を有意に抑制した。よって、IL-1ra-sgp130はIL-1とIL-6/sIL-6Rによる歯周炎症の進行を同時に抑制制御し得ることが示唆された。
一方、主として骨髄に存在する間葉系幹細胞（MSC）は血流を介し、炎症部位へ到達し、組織修復や再生に関与する。しかしながら、マウス骨髄より採取したMSCは増殖能が極端に低い。そこで、生後3週齢のGFPマウス骨髄由来間葉系幹細胞を採取し、不死化を行った。その結果、分化能の異なる複数の細胞株の樹立に成功した。それぞれの細胞株において表面抗原マーカーの発現を解析したところ、95%の細胞株においてMSCマーカーであるSca-1が陽性であった。しかしながら、他のMSCマーカーで発現量に差が認められた。さらにCCL22、Cx3cr1、Prl、Flt3、Prl、CCL12、CXCL13、CCL8のmRNA発現量に差が認められた。樹立された細胞株の違いを詳細に比較することによって、これらの差異を生かした部位特異的な幹細胞治療に繋がる可能性が期待される。
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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
研究計画に従って研究を実施した結果、概ね期待される結果を得ることができた。本年度は特にベクター作製に注力し、様々なタイプのプロモーターに連結した発現ベクターを作製することができた。さらにこれらの発現ベクターを形質導入するための間葉系幹細胞を樹立することもできた。一方、ベクターを導入するための手法にエレクトロポレーション法を予定していたが電極等の問題で実施できなかった。しかしながら、それに代わる方法として糖質ベースのトランスフェクション試薬によって代替した結果、良好な結果を得ることができた。したがって、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では歯槽骨吸収を伴った重篤な慢性歯周炎治療において、MSCをセル・デバイスとした細胞治療cell therapyの臨床応用を目指した基礎的研究ならびに有効性の証明を目的とする。最終的には歯周炎モデルマウスにおいて、IL-1raとsgp130を発現させたMSCを投与することによって過剰な炎症反応抑制と炎症性骨吸収の改善、歯周組織再生効果が認められることを証明する。最終目的に至るまでに、1）IL-1raとsgp130の安定した発現効率を示すベクターの構築、2）in vitroにおいてMSCが発現する組換えIL-1raとsgp130の炎症抑制効果の検証、3）歯周炎モデルマウスの炎症部位へのtdTomato-MSC集積の確認、および4）抗炎症効果、炎症性骨吸収の改善ならびに歯周組織再生効果を順次検証する。これらin vitro・in vivo両者における実験結果から、歯周炎治療におけるMSCをセル・デバイスとしたcell therapyの有効性ならびに臨床応用の可能性を評価する。本年度に1）が達成できたので、次年度以降は研究計画にしたがって組換えIL-1ra-sgp130の炎症抑制効果の確認と、歯周炎モデルマウスの作製を実施する。
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[Journal Article] PDGF-induced PI3K-mediated signal enhances TGF-β-induced osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells in the TGF-β-activated MEK-dependent manner.2014
Author(s)
Yokota, J., Chosa, N., Sawada, S., Okubo, N., Takahashi, N., Hasegawa, T., Kondo, H. and Ishisaki, A.
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Journal Title
International Journal of Molecular Medicine
Volume: 33
Pages: 534-542
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cell-cell adhesion through N-cadherin enhances VCAM-1 expression via PDGFRβ in a ligand-independent manner in mesenchymal stem cells.2014
Author(s)
Aomatsu, E., Chosa, N., Nishihira, S., Sugiyama, Y., Miura, H., and Ishisaki, A.
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Journal Title
International Journal of Molecular Medicine
Volume: 33
Pages: 565-572
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effects of tongue cleaning on bacterial flora in tongue coating and dental plaque: A crossover study.2014
Author(s)
Matsui, M., Chosa, N., Shimoyama, Y., Minami, K., Kimura, S., Kishi, M.
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Journal Title
BMC Oral Health
Volume: 14
Pages: 4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel SCRG1/BST1 axis regulates self-renewal, migration, and osteogenic differentiation potential in mesenchymal stem cells.2014
Author(s)
Aomatsu, E., Takahashi, N., Sawada, S., Okubo, N., Hasegawa, T., Taira, M., Miura, H., Ishisaki, A., and Chosa, N.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Pages: 3652
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] EGF positively regulates the proliferation and migration, and negatively regulates the myofibroblast differentiation of periodontal ligament-derived endothelial progenitor cells through MEK/ERK- and JNK-dependent signals.2013
Author(s)
Kimura, H., Okubo, N., Chosa, N., Kyakumoto, S., Kamo, M., Miura, H. and Ishisaki, A.
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Journal Title
Cellular Physiology and Biochemistry
Volume: 32
Pages: 899-914
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effects of apatite particle size contained in two apatite/collagen composites on osteogenic differentiation profile in osteoblastic cells.2013
Author(s)
Hatakeyama, W., Taira, M., Chosa, N., Kihara, H., Ishisaki, A., and Kondo, H.
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Journal Title
International Journal of Molecular Medicine
Volume: 32
Pages: 1255-1262
DOI
Peer Reviewed
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