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細胞外圧による間葉系幹細胞の分化運命制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04414
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 矯正・小児系歯学
研究機関徳島大学

研究代表者

岩本 勉  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (90346916)

研究分担者 山本 朗仁  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (50244083)
長谷川 智一  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 講師 (50274668)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード間葉系幹細胞 / 細胞外圧 / 静水圧 / 細胞分化 / 脱落乳歯歯髄幹細胞 / 細胞外環境 / 加圧培養 / 分化促進 / 骨芽細胞 / 象牙芽細胞 / 唾液腺
研究成果の概要

本研究は,再生医療の細胞ソースとして期待をされている間葉系幹細胞の分化運命決定機構と細胞外圧との関係を明らかにすることが目的である。細胞は様々な細胞外環境と相互作用をすることによって,その分化運命が決定される。そのうち細胞は自身の周りを細胞外液に囲まれて存在しており,これらのシグナルはすべて細胞外液を介して細胞内へ伝達されると考えられる。そこで,われわれは静水圧に着目し,骨髄由来間葉系幹細胞および脱落乳歯由来幹細胞の分化における静水圧の影響を解析した。その結果,骨芽細胞や象牙芽細胞の分化に静水圧の圧受容体としてPIEZO1が存在し,そのシグナルを介した重要な分化制御機構があることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生医療に有効な細胞供給源として,それぞれの組織に存在する多能性を有した間葉系幹細胞の応用法の開発が期待されている。しかし,一般にそれらの幹細胞を再生医療に用いる目的の細胞へと分化誘導する際には,高額なサイトカイン等を用いる必要がある。そこで本研究において,細胞外圧に着目し,細胞外圧の強さを変動させることによって,細胞分化を誘導する方法を見出した。つまり細胞外圧をコントロールすることによって,細胞自身が持つ分化誘導能を賦活化させることが可能となることを明らかにした。このことは細胞分化に高額な費用をかけずに細胞を分化誘導させる手法として,再生医療へ応用できる技術になると考えられた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Coordination of WNT signaling and ciliogenesis during odontogenesis by piezo type mechanosensitive ion channel component 1.2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki A, Sugimoto A, Yoshizaki K, Kawarabayashi K, Iwata K, Kurogoushi R, Kitamura T, Otsuka K, Hasegawa T, Akazawa Y, Fukumoto S, Ishimaru N, Iwamoto T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 14762-14762

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51381-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combination of ions promotes cell migration via extracellular signal-regulated kinase 1/2 signaling pathway in human gingival fibroblasts.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi-Ueda K, Akazawa Y, Kawarabayashi K, Sugimoto A, Nakagawa H, Miyazaki A, Kurogoushi R, Iwata K, Kitamura T, Yamada A, Hasegawa T, Fukumoto S, Iwamoto T.
    • 雑誌名

      Mol Med Rep.

      巻: 19(6) ページ: 5039-5045

    • DOI

      10.3892/mmr.2019.10141

    • NAID

      120006731791

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezo type mechanosensitive ion channel component 1 functions as a regulator of the cell fate determination of mesenchymal stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Asuna, Miyazaki Aya, Kawarabayashi Keita, Masayuki Shono, Yuki Akazawa, Tomokazu Hasegawa, Kimiko Ueda Yamaguchi, Takamasa Kitamura, Yoshizaki keigo, Fukumoto Satoshi and Tsutomu Iwamoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 17696-17696

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18089-0

    • NAID

      120006535026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pannexin 3 regulates proliferation and differentiation of odontoblasts via its hemichannel activities2017

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Tsutomu、Nakamura Takashi、Ishikawa Masaki、Yoshizaki Keigo、Sugimoto Asuna、Ida-Yonemochi Hiroko、Ohshima Hayato、Saito Masahiro、Yamada Yoshihiko、Fukumoto Satoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 5 ページ: 0177557-0177557

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0177557

    • NAID

      120006534958

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 静水圧負荷刺激により誘導される象牙質形成機転の解明2019

    • 著者名/発表者名
      宮嵜 彩, 杉本 明日菜, 岩本 勉
    • 学会等名
      第57回日本小児歯科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞におけるピエゾ型イオンチャネル1(PIEZO1)の発現とその役割2018

    • 著者名/発表者名
      杉本 明日菜, 宮嵜 彩, 河原林 啓太, 岩田 こころ, 黒厚子 璃佳, 赤澤 友基, 長谷川 智一, 上田(山口) 公子, 北村 尚正, 中川 弘, 岩本 勉
    • 学会等名
      第37回日本小児歯科学会中四国地方会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PIEZO1は歯髄細胞の分化運命決定に関与し,象牙芽細胞への分化を促進させる2017

    • 著者名/発表者名
      杉本明日菜,赤澤友基,長谷川智一,宮嵜 彩,河原林啓太,岩本 勉
    • 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 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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