移植幹細胞の歯周組織再生誘導能を賦活する炎症性シグナルの同定

• Project/Area Number: 22K21038
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0907:Oral science and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 川嵜 公輔 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (80966771)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2023-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 細胞治療 / 歯周組織再生療法 / サイトカイン / 脂肪組織由来多系統前駆細胞

Outline of Research at the Start

重度の歯周組織破壊に対応するため、他組織から採取した間葉系幹細胞（MSC）を歯周組織欠損部に移植する「細胞治療」の研究開発が進められていますが、MSCの歯周組織再生能を活性化するためのシグナル因子については未だ十分な情報がありません。本研究では、MSCの機能を包括的に活性化するサイトカインに焦点を当て、歯周組織再生を目的として移植されるMSCのpreconditioning条件を決定します。本研究で得られる知見は、幹細胞移植による歯周組織再生療法を推進する基盤情報になるものと考えられます。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、間葉系幹細胞（MSC）の機能を包括的かつ多面的に活性化する炎症性サイトカインに焦点を当て、歯周組織再生を目的として移植するMSCのpreconditioning条件の検討を行っています。
in vitroの解析では、ヒト皮下脂肪組織から単離した間葉系幹細胞である脂肪組織由来多系統前駆細胞（ADMPC）を用いてサイトカイン刺激条件の検討を行いました。各種炎症性サイトカインでADMPCを刺激し、血管新生関連因子の遺伝子発現をreal-time PCR法にて解析するとともに、培養上清中のタンパク発現をELISA法で検討しました。その結果、5ng/ml TNF-α、50ng/ml IL-1β、50ng/ml IFNγの条件下において血管新生関連因子であるVEGF、HGF等の顕著な発現上昇を認めました。そこで、同条件下でADMPCを刺激した際の培養上清を用いて、ヒト血管内皮細胞の管腔形成を評価しましたが、その影響は認められませんでした。今後、上記サイトカイン刺激の条件について機能的指標を用いて再検討を行う必要があります。
in vivoの解析では、ラット歯周組織欠損モデルに対するADMPC移植実験の実験系を確立しました。ラット皮下脂肪からADMPCを単離しその細胞性状を確認後、ラットの上顎第一臼歯近心部に歯周組織欠損を作製のうえ、対照側にフィブリンゲルのみを、試験側にADMPCとフィブリンゲルを移植しました。経時的なmicroCT解析により移植4週後の試験側骨欠損部における歯槽骨の再生が確認されました。また、AZAN染色法を用いた組織学的解析により試験側の歯周組織欠損部に新付着が確認されました。今後、in vitroの解析から導かれる刺激条件で活性化したADMPCの歯周組織再生効果を、ラット歯周組織欠損モデルを用いて解析する必要があります。