Analysis of Wnt signal network in the differentiation of dental pulp stem cells and clinical dental pulp regeneration by Wnt-signal modified dental pulp stem cells

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26861589
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 小泉 悠 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (70635549)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Wnt / BMP2 / 歯髄幹細胞 / 分化誘導 / Wnt5a / Wnt11 / βカテニン

Outline of Annual Research Achievements

Wntシグナルは多くの組織・細胞の発生および分化に深く関わっているが、歯の発生においても重要な役割を担っていると考えられており、歯の発生初期より発現が認められている。特に重要なのは、歯の発生のみならず多くの細胞・組織発生・分化においても必須の因子である、BMPs、FGFs、shhと相互に発現を調節している点である。近年、Wntとその他の因子とのクロストークを詳細に解析した結果、歯の発生においては、Wntシグナルがまずその起点となりうる可能性が示唆された。すなわち、歯の発生を制御している中心的な因子の一つはWntであると考えられる。
歯髄組織には未分化間葉系の歯髄幹細胞が存在しており、歯髄幹細胞を用いた再生医療が注目されている。多分化能を有する歯髄幹細胞であるが、我々は硬組織形成細胞である象牙芽細胞あるいは骨芽細胞への分化を誘導し、歯髄組織および骨組織再生を目指している。歯髄幹細胞の象牙芽細胞・骨芽細胞分化においてもWntシグナルは重要であると推察される。マウス歯乳頭をBMP2にて象牙芽細胞へ分化誘導が可能であるが、BMP2添加に反応してWnt5aおよびWnt11産生が亢進し、さらにはβカテニンの核内移行が誘導されていることが明らかになった。すなわちBMPシグナルによりWnt産生が誘導され、さらにWntシグナルがBMPシグナルと協調的に作用し、象牙芽細胞分化を誘導していると考えられる。また、Wntシグナル阻害薬により象牙芽細胞への分化が抑制されたことから、象牙化細胞への分化を直接規定しているのはWntシグナルと推察される。今後、BMPシグナルとWntシグナルがどのように協調しているのかについて詳細に検討を行う予定である。