毛包に存在する神経堤由来細胞による低侵襲骨再生法の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670813
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 上條 竜太郎 昭和大学, 歯学部, 教授 (70233939)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片桐 岳信 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80245802)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 神経堤由来細胞 / ミエリンプロテインゼロ / 毛包 / 骨芽細胞 / 骨再生

Outline of Annual Research Achievements

本研究で用いたP0-Cre/CAG-CAT-EGFP遺伝子改変マウスは、胚発生時期の神経堤細胞特異的に活性化するミエリンプロテインゼロ(P0)遺伝子のプロモーターによりCreリコンビナーゼが発現し遺伝子組換えによって、神経堤細胞がその後分化してもGFPが産生されるため、各組織に存在する神経堤由来細胞はGFP陽性細胞として検出できる。毛包の組織解析から毛乳頭と、ケラチノサイトの幹細胞が存在するバルジ領域にGFP陽性細胞が局在した。遺伝子改変マウスより採取した毛包の全細胞数の僅か10%以下であったGFP陽性細胞は、FGFとEGF含有の幹細胞培地で培養すると割合が高くなり、培養２週後にはおよそ95%をGFP陽性細胞が占めた。同時にフローサイトメーターで解析すると、間葉系幹細胞マーカーの割合も増加した。以上の結果、毛包から未分化な神経堤由来細胞を、選択的に増殖させることに成功した。増殖させた神経堤由来細胞をBMP含有の骨芽細胞誘導培地で培養すると、アルカリフォスファターゼ(ALP)活性が上昇し、その活性はBMPの濃度依存的に促進した。石灰化の指標であるアリザリンレッド染色、Von Kossa染色共に陽性を示し、OsteocalinとOsterixの遺伝子発現も上昇した。さらに骨髄細胞との共存培養で破骨細胞形成を支持することから、毛包の神経堤由来細胞は骨芽細胞様細胞へ分化したことが明らかになった。また、脂肪細胞誘導培地によって脂肪細胞様細胞に分化したことから、多分化能をもつことも証明された。これらの結果、低侵襲で容易に採取できる毛包の神経堤由来細胞は、骨組織再生の極めて有効な細胞ソースとなり得ることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Cdc42 is crucial for facial and palatal formation during craniofacial development. (2016)
  • Author(s): Oshima-Nakayama M, Yamada A, Kurosawa T, Aizawa R, Suzuki D, Saito Y, Kasai H, Sato Y, Yamamoto M, Shirota T, Aiba A, Maki K, Kamijo R
  • Journal Title: Bone Reports Volume: 5 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.bonr.2016.01.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rho GTPase protein Cdc42 is criticak for postnatal cartilage development (2016)
  • Author(s): Nagahama R, Yamada A, Tanaka J, Aizawa R, Suzuki D, Kassai H, Yamamoto M, Mishima K, Aiba A, Maki K, Kamijo R
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 470 Pages: 813-817
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.111.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bone micro-fragility caused by the mimetic aging processes in a-Klotho deficient mice: in situ nanoindentation assessment of dilatational bands. (2015)
  • Author(s): Maruyama, N., Shibata, Y., Mochizuki, A., Yamada, A., Maki, K., Inoue, T., Kamijo, R., Miyazaki, T
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 47 Pages: 62-71
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2015.01.004.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression of Nephronectin is inhibited by Oncostatin M via both JAK/STAT and MAPK pathways. (2015)
  • Author(s): Kurosawa T, Yamada A, Takami M, Suzuki D, Saito Y, Hiranuma K, Enomoto T, Morimura N, Yamamoto M, Iijima T, Shirota T, Itabe H, Kamijo R
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 5 Pages: 303-307
  • DOI: 10.1016/j.fob.2015.04.001.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enhanced in vitro biological activity generated by surface characteristics of anodically oxidized titanium ― the contribution of the oxidation effect. (2015)
  • Author(s): Wurihan, Yamada A, Suzuki D, Shibata Y, Kamijo R, Miyazaki T
  • Journal Title: European Cells & Materials Volume: 29 Pages: 290-312
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Association of aging with gene expression profiling in mouse submandibular glands. (2015)
  • Author(s): Saito Y, Yamada A, Suzuki D, Tanaka J, Nagahama R, Kurosawa T, Maki K, Mishima K, Shirota T, Kamijo R.
  • Journal Title: Genomics Data Volume: 5 Pages: 115-119
  • DOI: 10.1016/j.gdata.2015.05.012.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Localization and osteoblastic differentiation potential of neural crest-derived cells in oral tissues of adult mice. (2015)
  • Author(s): Ono M, Suzawa T, Takami M, Yamamoto G, Hosono T, Yamada A, Suzuki D, Yoshimura K, Watahiki J, Hayashi R, Arata S, Mishima K, Nishida K, Osumi N, Maki K, Kamijo R
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 464 Pages: 1209-1214
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.106.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bone Response to Static Compressive Stress at Bone-Implant Interface: The Pilot Study of Critical Static Compressive stress. (2015)
  • Author(s): Ikumi N, Suzawa T, Yoshimura K, Kamijo R
  • Journal Title: Int J Oral Maxillofac Implants Volume: 30 Pages: 827-833
  • DOI: 10.11607/jomi.3715.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthetic Octacalcium Phosphate Enhanced Reparative Dentin Formation via Induction of Odontoblast Differentiation. (2015)
  • Author(s): Wang X, Suzawa T, Miyauchi T, Zhao B, Yasuhara R, Anada T, Nakamura M, Suzuki O, Kamijo R
  • Journal Title: J Tissue Eng Regen Med Volume: 9 Pages: 1310-1320
  • DOI: 10.1002/term.1669.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oxygenated Static Preservation of Donation after Cardiac Death Liver Grafts Improves Hepatocyte Viability and Function. (2015)
  • Author(s): Yu, J., Murakami, M., Aoki, T., Jiang, B., Jin Z, Koizumi, T., Kusano, M., Kamijo, R., Miyamoto, Y., Enami, Y., Watanabe, M., Otsuka, K
  • Journal Title: Eur Surg Res Volume: 56 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1159/000441058.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bropirimine inhibits osteoclast differentiation through production of interferon-β. (2015)
  • Author(s): Suzuki H, Mochizuki A, Yoshimura K, Miyamoto Y, Kaneko K, Inoue T, Chikazu D, Takami M, Kamijo R
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 467 Pages: 146-151
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.092.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 口腔顎顔面領域に存在する神経堤由来細胞の成体における分布と細胞分化能 ;新しい骨再生療法の提案 (2015)
  • Author(s): 高橋正皓、小野美樹、須澤徹夫、吉田寛、宇山理紗、槇宏太郎、上條竜太郎
  • Journal Title: 口腔組織培養学会誌 Volume: 24 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 骨代謝とH2S・RSSシグナル (2015)
  • Author(s): 宮本洋一、上條竜太郎
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 34 Pages: 379-383
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Cdc42 is critical for cartilage development during endochondral ossification at postnatal stage. (2015)
  • Author(s): Nagahama R, Yamada A, Suzuki D, Maki K, kamijo R
  • Organizer: 2015 ASCB Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-12-12 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of nephronectin gene expression by 1α, 25-Dyhydroxyvitamin D3. (2015)
  • Author(s): Hiranuma K,Yamada A, Suzuki D, Iijima T, Kamijo R
  • Organizer: 2015 ASCB Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-12-12 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Missense mutations in parathyroid hormone 1 receptor found in patients having primary failure of tooth eruption cause decreased response to parathyroid hormone. (2015)
  • Author(s): Izumida E, Miyamoto Y, Yamada A, Saito T, Otsu M, Yamaguchi T, Maki K, Kamijo R
  • Organizer: 2015 ASCB Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-12-12 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Phagocyte-type NADPH oxidase-derived reactive oxygen species is crucial for activation of hyaluronidase and degradation of extracellular matrix in chondrocytes stimulated by interleukin-1β. (2015)
  • Author(s): Funato S, Yasuhara R, Miyamoto Y, Yoshimura K, Mishima K, Baba K, Kamijo R
  • Organizer: 2015 ASCB Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-12-12 – 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 活性型ビタミンD3による細胞外マトリックスタンパク質Nephronectinの発現制御機構の解明． (2015)
  • Author(s): 平沼克洋、山田篤、上條竜太郎、飯島毅彦
  • Organizer: 第62回昭和大学学士会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [Presentation] Cdc42遺伝子の生後成長期の軟骨形成における機能解析 (2015)
  • Author(s): 長濱諒、山田篤、上條竜太郎、槇宏太郎
  • Organizer: 第62回昭和大学学士会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた疾患発症機構の解明． (2015)
  • Author(s): 泉田恵理、宮本洋一、山口徹太郎、山田 篤、大津 真、上條竜太郎、槇 宏太郎
  • Organizer: 第62回昭和大学学士会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [Presentation] 炎症性軟骨基質減少の分子メカニズムの解明． (2015)
  • Author(s): 船登咲映、安原理佳、宮本洋一、吉村健太郎、美島健二、馬場一美、上條竜太郎
  • Organizer: 第62回昭和大学学士会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-11-28 – 2015-11-28
• [Presentation] Nephronectinに対する活性型ビタミンD3の発現制御機構の解析 (2015)
  • Author(s): 平沼克洋、山田篤、鈴木大、飯島毅彦、上條竜太郎
  • Organizer: 第52回日本口腔組織培養学会学術大会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2015-11-21 – 2015-11-21
• [Presentation] Cdc42は生後成長期の軟骨形成に重要である． (2015)
  • Author(s): 長濱諒、山田篤、鈴木大、上條竜太郎、槇宏太郎
  • Organizer: 第52回日本口腔組織培養学会学術大会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2015-11-21 – 2015-11-21
• [Presentation] Cdc42 in neural crest derived cells is essential for palatal development. (2015)
  • Author(s): Mutsuko Oshima, Atsushi Yamada, Dai Suzuki, Koutaro Maki, Ryutaro Kamijo
  • Organizer: ANZBMS 25th Annual Scientific Meeting
  • Place of Presentation: Tasmania, Australia
  • Year and Date: 2015-11-01 – 2015-11-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cdc42 is critical for postnatal cartilage development. (2015)
  • Author(s): 長濱諒、山田篤、槇宏太郎、上條竜太郎
  • Organizer: 第63回国際歯科研究学会日本部会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
• [Presentation] Interleukin-1βinduces activation of hyaluronidase and degradation of extracellular matrix in murine chondrocytes in a phagocyte-type NADPH oxidase-derived reactive oxygen species-dependent manner. (2015)
  • Author(s): Funato S, Yasuhara R, Miyamoto Y, Yoshimura K, Mishima K, Baba K, Kamijo R
  • Organizer: 第63回国際歯科研究学会日本部会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
• [Presentation] Expression of nephronection is regulated by 1α, 25-Dyhydroxyvitamin D3. (2015)
  • Author(s): 平沼克洋、山田篤、飯島毅彦、上條竜太郎
  • Organizer: 第63回国際歯科研究学会日本部会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
• [Presentation] 免疫組織学的観点からみた骨巨細胞腫におけるCD11b陽性細胞の意義 (2015)
  • Author(s): 渋谷 勲、高見正道、榎本拓哉、松永朗裕、中村 茂、上條竜太郎
  • Organizer: 第30回 日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-10-22 – 2015-10-23
• [Presentation] 神経堤由来細胞に発現するRhoファミリー低分子量Gタンパク質Cdc42は口蓋形成に必須である． (2015)
  • Author(s): 大島睦子、山田篤、鈴木大、槇宏太郎、上條竜太郎
  • Organizer: 第57回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [Presentation] 骨/インプラント界面の静的圧縮応力に対する骨の反応静的圧縮の限界応力に関する研究 (2015)
  • Author(s): 井汲憲治、須澤徹夫、吉村健太郎、上條竜太郎
  • Organizer: 第57回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [Presentation] 生命科学の視点から見る口腔インプラント：骨代謝研究の立場から (2015)
  • Author(s): 上條竜太郎
  • Organizer: 公益社団法人 日本口腔インプラント学会 関東・甲信越支部
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-08-02 – 2015-08-02
  • Invited
• [Presentation] 低分子量Gタンパク質Cdc42は口蓋形成において重要な遺伝子である． (2015)
  • Author(s): 大島睦子、山田篤、鈴木大、槙宏太郎、上條竜太郎
  • Organizer: 第33回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-07-23 – 2015-07-25
• [Presentation] 内因性活性イオウ種はマウス軟骨細胞の増殖と骨の伸長を促進した． (2015)
  • Author(s): 星野真理江，金子児太郎，宮本洋一，近津大地，馬場一美，上條竜太郎
  • Organizer: 第33回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-07-23 – 2015-07-25
• [Presentation] 骨巨細胞腫細胞培養系におけるゾレドロン酸とデノスマブの作用機序の相違． (2015)
  • Author(s): 渋谷 勲、高見正道、榎本拓哉、上條竜太郎、豊根知明
  • Organizer: 第48回 日本整形外科学会 骨・軟部腫瘍学術集会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2015-07-09 – 2015-07-10
• [Presentation] 8-ニトロ-cGMPはマウス軟骨細胞の増殖と骨の伸長を促進する新規内因性シグナル分子である． (2015)
  • Author(s): 星野真理江、宮本洋一、金子児太郎、赤池孝章、近津大地、馬場一美、上條竜太郎
  • Organizer: 第15回 東京骨関節フォーラム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-07-04 – 2015-07-04
• [Presentation] Rhoファミリー低分子量Gタンパク質Rac1およびCdc42の骨･軟骨形成における機能解析． (2015)
  • Author(s): 山田篤、鈴木大、上條竜太郎
  • Organizer: 第1回日本骨免疫学会
  • Place of Presentation: 宮古島
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [Presentation] 軟骨形成における恒常活性型Rac1の機能解析． (2015)
  • Author(s): 鈴木大、Bush J、上條竜太郎、Beier F
  • Organizer: 第1回日本骨免疫学会
  • Place of Presentation: 宮古島
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [Presentation] 8-ニトロ-cGMPは骨伸長を促進する新規内因性シグナル分子である． (2015)
  • Author(s): 星野真理江、宮本洋一、金子児太郎、赤池孝章、近津大地、馬場一美、上條竜太郎
  • Organizer: 第1回日本骨免疫学会
  • Place of Presentation: 宮古島
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [Presentation] Cdc42遺伝子の口蓋形成過程における機能解析． (2015)
  • Author(s): 大島睦子、山田篤、槇宏太郎、上條竜太郎
  • Organizer: 第69回日本口腔科学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-06-14 – 2015-06-15