The study on the effects of Semaphorin3A on dentin regeneration using dental pulp stem cells

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670826
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 和田 尚久 九州大学, 大学病院, 教授 (60380466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤峰 昭文 九州大学, 歯学研究院, 教授 (00117053) [Withdrawn] ; 前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514) ; 門野内 聡 九州大学, 歯学研究院, 助教 (30609558) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 歯髄細胞 / 象牙質再生 / 露髄 / beta-catenin

Outline of Annual Research Achievements

Sema3Aがヒト歯髄幹細胞の硬組織形成に及ぼす影響について検討を行ってきている。前年度までに、ラット歯髄組織およびヒト歯髄細胞はSema3Aおよびその受容体を発現していること、Sema3Aを用いてヒト歯髄細胞あるいはラット歯髄組織を刺激すると、石灰化が引き起こされ、修復象牙質構造の再生を認めることをin vitroおよびin vivo実験系により明らかにしていた。
in vivoラット露髄モデルを用いて、異なる露髄サイズに対するSema3Aの修復象牙質構造再生について検討した。キャリアとしてナノbeta-TCPスキャフォールドやコラーゲンシート等にSema3Aを浸漬させ、その効果を検証したが、スペースメーキングの条件の設定に再現性が取れなかったことから、モデルの確立が困難で新たな結果を得るに至っていない。一方で、ヒト歯髄細胞を用いて、Sema3AとCaSRやbetaig-h3を介したCa刺激の石灰化に対する効果を検討したところ、各因子の関与が認められた。また、象牙芽細胞細胞においてTGF-betaシグナリングのターゲット遺伝子の一つであるtrasgelinの発現も認められた。
以上のことから、Sema3Aは直接覆髄面において歯髄細胞から象牙芽細胞への分化を誘導し、修復象牙質形成を促進しており、そのメカニズムにはbeta-cateninシグナリングならびにCaSRシグナリングやbetaig-h3が関連していることが示唆された。これらの知見により、今後Sema3Aを用いた新たな直接覆髄材の開発に繋がっていく可能性が考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Transforming growth factor-β-induced gene product-h3 inhibits odontoblastic differentiation of dental pulp cells. (2017)
  • Author(s): Serita S, Tomokiyo A, Hasegawa D, Hamano S, Sugii H, Yoshida S, Mizumachi H, Mitarai H, Monnouchi S, Wada N, Maeda H
  • Journal Title: Archives of Oral Biology Volume: 78 Pages: 135-143
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2017.02.018.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Semaphorin 3A Induces Odontoblastic Phenotype in Dental Pulp Stem Cells. (2016)
  • Author(s): Yoshida S, Wada N, Hasegawa D, Miyaji H, Mitarai H, Tomokiyo A, Hamano S, Maeda H
  • Journal Title: Journal of Dental Research Volume: 95 Pages: 1282-1290
  • DOI: 10.1177/0022034516653085
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Transgelin mediates TGF-beta1-induced human periodontal ligament cell proliferation. (2017)
  • Author(s): Mitarai H, Wada N, Hasegawa D, Yoshida S, Mai S, Tomokiyo A, Hamano S, Maeda H
  • Organizer: 95th General Session & Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: Moscone West, San Francisco, CA, USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Semaphorin 3A induces odontoblastic phenotype in dental pulp stem cells. (2016)
  • Author(s): Yoshida S, Wada N, Hasegawa D, Tomokiyo A, Hamano S, Mitarai H, Hideki S, Maeda H.
  • Organizer: 94th General Session & Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: CoEx Convention & Exhibition Center, Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-06-22 – 2016-06-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 歯髄細胞におけるβig-h3の発現および機能について (2016)
  • Author(s): 芹田俊、友清淳、長谷川大学、濱野さゆり、杉井英樹、吉田晋一郎、水町博之、御手洗裕美、和田尚久、前田英史
  • Organizer: 第144回日本歯科保存学会春季学術大会
  • Place of Presentation: 栃木県総合分化センター（宇都宮市）
  • Year and Date: 2016-06-09 – 2016-06-10
• [Book] Future Perspectives in Dental Stem Cell Engineering and the Ethical Considerations. In: Dental Stem Cells (2016)
  • Author(s): Wada N, Tomokiyo A, Maeda H
  • Total Pages: 289-307
  • Publisher: Springer International Publishing Switzerland
• [Book] Contribution of stem cells to dental tissue regeneration: isolation, function, and application. In: Frontiers in stem cell and regeneration medicine research vol.2 (2016)
  • Author(s): Tomokiyo A, Wada N, Maeda H
  • Total Pages: 3-38
  • Publisher: Bentham Science Publishers