幹細胞の分化制御機構の解明の基盤研究 ～NF-kBからの解析～

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26293421
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 大峡 淳 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (40266169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 健康 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40183941) ; 河野 芳朗 新潟大学, 医歯学系, 助教 (60303129) ; 井上 佳世子(野澤佳世子) 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90303130)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: NF-kB / 幹細胞ニッチ

Outline of Annual Research Achievements

歯の幹細胞の分化制御メカニズムの解明は、再生療法の展開に必要不可欠であるが、いまだ明らかにされていない。これまでの我々の研究成果とヒト外胚葉異形成症患者の臨床所見から、NF-kBは幹細胞の分化を制御するという仮説に至った。本研究は、NF-kB関連遺伝子改変マウスの解析を通して、マウス前歯の幹細胞におけるNF-kBシグナルの機能を解明することにある。
今年度は、NF-kB シグナルの古典経路の過剰発現マウスであるIkkb-K5 マウス前歯部に過剰歯を認め、その形成が胎生期の上皮から生じる事を明らかにした。NF-kB シグナルの古典経路の欠損するIkBα 機能不全マウス、非古典経路が欠損するNIK 欠損マウス、非古典経路の過剰発現マウスであるIkkα-K5においては過剰歯を認めず、NF-kB シグナルの古典経路の過剰においてのみ、過剰歯形成が引き起こる事を発見した。この過剰歯にはエナメル質が存在せず、幹細胞ニッチ形態の異常も観察され、NF-kBの歯幹細胞での機能が確認された。さらに、胎生上皮でのWntの上昇を認め、Wnt関連分子であるWiseの欠損マウスでも同様の過剰歯が認められ、NF-kBが未分化な胎生上皮のWntの活性を制御し、その異常により過剰歯が形成される事が示された。この成果は、既に国際英文誌に掲載された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の成果より、NF-kBが胎生期の上皮および生後の幹細胞の分化に関わることが示唆された。さらにIkkb-K5 マウスを中心とした研究により、NF-kBのより詳細な幹細胞での機能解析が可能であることも示された。次年度予定のIkkb-K5 マウスと幹細胞マーカー分子欠損マウスとの混合(compound)マウスの作成が、より詳細な幹細胞におけるNF-kBの機能解析を導きだすと期待される。

Strategy for Future Research Activity

本年度に継続して、幹細胞マーカー遺伝子改変マウスとNF-kB 関連遺伝子改変マウスのcompoundマウスを作成し、その形態的変化を今年度と同様の方法により検索する。さらに幹細胞ニッチにおけるNF-kBシグナル活性の変動、各種幹細胞マーカー遺伝子の発現の変動量、各シグナル経路(Shh、Wnt、Bmp、Fgf, Notch)の変化を検索する。変動の認められた場合、その変動部位の同定も行う。上記以外の分子変化をマイクロアレイにて検索する。

Causes of Carryover

研究室の一時的移転等の関係で、使用できなかった旅費、人件費、物品が生じた。次年度には、予定の使用計画で予算を執行可能である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

前述した推進方策にしたがい、必要な実験動物、試薬等の消耗品類を購入する。また、国内外の学会における成果発表の旅費に充てる

Research Products

• [Journal Article] Excess NF-κB induces ectopic odontogenesis in embryonic incisor epithelium (2015)
  • Author(s): Blackburn J, Kawasaki K, Porntaveetus T, Kawasaki M, Otsuka-Tanaka Y, Miake Y, Ota MS, Watanabe M, Hishinuma M, Nomoto T, Oommen S, Ghafoor S, Harada F, Nozawa-Inoue K, Maeda T, Peterkova R, Lesot H, Inoue J, Akiyama T, Schmidt-Ullrich R, Liu B, Hu Y, Page A, Ramirez A, Sharpe PT, Ohazama A
  • Journal Title: J Dent Res Volume: 94 Pages: 121-128
  • DOI: 10.1177/0022034514556707
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant