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マウス歯根形成端周囲組織への直接的遺伝子導入法(GTPT)の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K11810
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 矯正・小児系歯学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

窪田 直子  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (40569810)

研究分担者 佐藤 正宏  鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 教授 (30287099)
稲田 絵美  鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (30448568)
野口 洋文  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50378733)
齊藤 一誠  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90404540)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード生体内遺伝子導入 / PiggyBacシステム / CRISPR/Cas9 / piggybacシステム
研究成果の概要

独自に開発した方法で幼若マウスの歯根形成端周囲組織にEGFP cDNA発現piggyBacトランスポゾンベクターを直接注入し、直ちに電気穿孔処理を行った結果、6週間後も持続的なEGFP発現を認めた。更に、導入遺伝子の存在も歯根形成端周囲組織由来のゲノムDNAを用いたPCRで確認した。一方、当該システムを初代培養乳歯歯髄細胞に適用した結果、導入遺伝子の長期発現が見られ、さらに、遺伝子導入安定株の効率的な取得が可能であった。他方、内在性遺伝子の特異的破壊を企図したゲノム編集系(CRISPR/Cas9)をマウスや培養細胞に適用した結果、標的遺伝子破壊に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「遺伝子工学的手法」を用い、生体内歯周組織への効率的な遺伝子導入法の検討は、歯科領域では未だ十分に検討されていない。更に、単に一過的な遺伝子発現で満足するのではなく、外来性遺伝子の宿主染色体への効率的な組み込みを可能とするpiggyBacトランスポゾン系を応用し、外来性遺伝子を導入組織に定着させ、遺伝子の持続的発現を試みることは、独創性と新規性がある。その結果、「生体内での外来性遺伝子の宿主染色体への挿入による持続的遺伝子発現の達成」、「最近開発されたゲノム編集による標的遺伝子破壊の可能性」を示したことは、「歯科領域における生体内遺伝子工学」という新たな流れを作った点で学術的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 13件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Repeated human deciduous tooth-derived dental pulp cell reprogramming factor transfection yields multipotent intermediate cells with enhanced iPS cell formation capability2019

    • 著者名/発表者名
      Soda Miki、Saitoh Issei、Murakami Tomoya、Inada Emi、Iwase Yoko、Noguchi Hirofumi、Shibasaki Shinji、Kurosawa Mie、Sawami Tadashi、Terunuma Miho、Kubota Naoko、Terao Yutaka、Ohshima Hayato、Hayasaki Haruaki、Sato Masahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1490-1490

    • DOI

      10.1038/s41598-018-37291-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased Expression of Cell Surface SSEA-1 is Closely Associated with Na?ve-Like Conversion from Human Deciduous Teeth Dental Pulp Cells-Derived iPS Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Inada Emi、Saitoh Issei、Kubota Naoko、Iwase Yoko、Murakami Tomoya、Sawami Tadashi、Yamasaki Youichi、Sato Masahiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 7 ページ: 1651-1651

    • DOI

      10.3390/ijms20071651

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Timing of CRISPR/Cas9-related mRNA microinjection after activation as an important factor affecting genome editing efficiency in porcine oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Maeda K, Koriyama M, Inada E, Saitoh I, Ohtsuka M, Nakamura S, Sakurai, T, Watanabe S, Miyoshi K
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 108 ページ: 29-38

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2017.11.030

    • NAID

      120007099790

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrapancreatic Parenchymal Cell Transplantation as a Possible Model for the Development of a Cell-based Therapy for Type I Diabetes Mellitus2018

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Inada E, Nakamura S, Saitoh I
    • 雑誌名

      OBM Transplantation

      巻: 2 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.21926/obm.transplant.1803016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Advance in drug-free acquisition of gene-engineered mammalian cells: A mini-review.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Inada E, Saitoh I, Yamasaki Y, Watanabe S
    • 雑誌名

      Current Topics in Biotechnology

      巻: 9 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrapancreatic Parenchymal Injection of Cells as a Useful Tool for Allowing a Small Number of Proliferative Cells to Grow In Vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Saitoh I, Murakami T, Kubota N, Nakamura S, Watanabe S, Inada E
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 18 号: 8 ページ: 1678-1678

    • DOI

      10.3390/ijms18081678

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In situ genome editing method suitable for routine generation of germline modified animal models.2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka M, Miura H, Arifin N, Nakamura S, Wada K, Gurumurthy CB, Sato M
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: なし ページ: 1-27

    • DOI

      10.1101/172718

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Generation of Somatic Cell Nuclear Transfer-Competent Porcine Cells with Mutated Alleles at Multiple Target Loci by Using CRISPR/Cas9 Combined with Targeted Toxin-Based Selection System.2017

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Miyoshi K, Nakamura S, Ohtsuka M, Sakurai T, Watanabe S, Kawaguchi H, Tanimoto A.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 18 号: 12 ページ: 2610-2610

    • DOI

      10.3390/ijms18122610

    • NAID

      120007099791

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of lymphoid enhancer factor-1-positive deciduous dental pulp stem-like cells after transfection with a piggyBac vector containing LEF1 promoter-driven selection markers.2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami T, Saitoh I, Sato M, Inada E, Soda M, Oda M, Domon H, Iwase Y, Sawami T, Matsueda K, Terao Y, Ohshima H, Noguchi H, Hayasaki H
    • 雑誌名

      Archives of Oral Biology

      巻: 81 ページ: 110-120

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Noninheritable Maternal Factors Useful for Genetic Manipulation in Mammals. In Oocytes: Maternal Information and Functions.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T, Shindo T, Sato M
    • 雑誌名

      Results and Problems in Cell Differentiation

      巻: 63 ページ: 495-510

    • DOI

      10.1007/978-3-319-60855-6_21

    • ISBN
      9783319608549, 9783319608556
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alkaline phosphatase and OCT-3/4 as useful markers for predicting susceptibility of human deciduous teeth-derived dental pulp cells to reprogramming factor-induced iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Inada E, Saitoh I, Miura H, Ohtsuka M, Murakami T, Sawami T, Yamasaki Y, Watanabe S, Aoki R, Sato M
    • 雑誌名

      Journal of Investigative and Clinical Dentistry

      巻: - 号: 4 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/jicd.12236

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The piggyBac-Based Gene Delivery System Can Confer Successful Production of Cloned Porcine Blastocysts with Multigene Constructs.2016

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Maeda K, Koriyama M, Inada E, Saitoh I, Miura H, Ohtsuka M, Nakamura S, Sakurai T, Watanabe S, Miyoshi K.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 17 号: 9 ページ: 1424-1424

    • DOI

      10.3390/ijms17091424

    • NAID

      130007023583

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tissue-Specific Stem Cells Obtained by Reprogramming of Non-Obese Diabetic (NOD) Mouse-Derived Pancreatic Cells Confer Insulin Production in Response to Glucose.2016

    • 著者名/発表者名
      Saitoh I, Sato M, Soda M, Inada E, Iwase Y, Murakami T, Ohshima H, Hayasaki H, Noguchi H.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 11 号: 9 ページ: e0163580-e0163580

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0163580

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 初期胚特異的糖鎖抗原SSEA-1は乳歯歯髄細胞由来iPS細胞の高度未分化状態を特定するマーカーとして有用である2018

    • 著者名/発表者名
      稲田絵美, 齊藤一誠, 窪田直子, 村上智哉, 澤味 規, 松枝一成, 早崎治明, 山崎要一
    • 学会等名
      第56回日本小児歯科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Improved GONAD (i-GONAD) (I) as ex vivo manipulation-free genome-editing system allowing efficient knock-out, large deletion, and knock-in.2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka M, Miura H, Gurumurthy CB, Sato M
    • 学会等名
      14th Transgenic Technology Meeting (TT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved GONAD (i-GONAD) (II): usefulness of rhodamine-dextran for monitoring thesuccess of the GONAD and of gonadotrophin-based regulation of the timing for the GONAD.2017

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Nakamura S, Gurumurthy CB, Watanabe S, Ohtsuka M
    • 学会等名
      14th Transgenic Technology Meeting (TT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a mouse model suitable for in vivo genome editing efficiency studies.2017

    • 著者名/発表者名
      Miura H, Inagaki Y, Gurumurthy CB, Sato M, Ohtsuka M
    • 学会等名
      14th Transgenic Technology Meeting (TT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 卵管内受精卵を標的とした生体内ゲノム編集法(GONAD)習得のための2日間プロトコール2017

    • 著者名/発表者名
      大塚正人、中村伸吾、Channabasavaiah B. Gurumurthy、Naomi Arifin、Md Atiqul Islam、三浦浩美、佐藤正宏
    • 学会等名
      第51回日本実験動物技術者協会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 少数個の増殖性細胞の体内増殖を可能とする新規マウス膵臓内細胞移植法2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤正宏、齋藤一誠、村上智哉、窪田直子、中村伸吾、渡部聡、稲田絵美
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新たなゲノム編集技術GONAD法を用いた遺伝子改変ラットの作製法2017

    • 著者名/発表者名
      小林朋絵、難波真澄、古家野孝行、佐藤正宏、大塚正人、松山誠
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivoゲノム編集効率評価系モデルマウスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      三浦浩美、稲垣豊、佐藤正宏、大塚正人
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 簡便なゲノム編集マウス作製法 GONAD 法を用いたアルビノマウスのレスキュー実験2017

    • 著者名/発表者名
      高林秀次、青島拓也、佐藤正宏、大塚正人
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 稲田 絵美, 齊藤 一誠, 窪田 直子, 村上 智哉, 左右田 美樹, 澤味 規, 松枝 一成, 早崎 治明, 山崎 要一, 佐藤 正宏2017

    • 著者名/発表者名
      遺伝子工学的手法による不死化ヒト乳歯歯髄細胞株の樹立と特性解析
    • 学会等名
      第55回日本小児歯科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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