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継代培養による歯根膜細胞複製劣化に対するスフェロイド培養の応用と分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K10133
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57030:保存治療系歯学関連
研究機関九州歯科大学

研究代表者

臼井 通彦  九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (10453630)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードスフェロイド / 歯根膜幹細胞 / 骨分化 / 幹細胞性 / 歯根膜細胞
研究開始時の研究の概要

歯根膜細胞の供給源には制限があるため、組織再生に必要な間葉系幹細胞を獲得する際には、単層培養(二次元培養)によって、細胞数を増加させる必要があるが、継代数を重ねるに伴い、増殖能、幹細胞性や多分化能が喪失される。本研究では、スフェロイド培養(三次元培養)を用いて、継代数の増加により生理機能の衰えた歯根膜細胞を回復することができるか否かを検証し、そのメカニズムを解明する。

研究成果の概要

本研究ではRNA-seq解析を用いて,hPDLMSC(ヒト歯根膜間葉系幹細胞)スフェロイドに特異的に発現する遺伝子を見つけ、機能解析を行うことを目的とした。hPDLMSCのスフェロイド培養群と、単層培養群のトランスクリプトーム解析を行い比較した。我々はスフェロイド培養群に強く発現していた遺伝子として、転写因子であるNR4A2 (Nuclear receptor 4A2)を見出した。NR4A2のノックダウンは、骨形成関連遺伝子の発現とALP活性、並びに石灰化結節形成を有意に上昇させた。以上の結果より、NR4A2はhPDLMSCスフェロイドにおいて、骨分化を抑制的に制御していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト歯根膜間葉系幹細胞を用いた細胞治療は、次世代の歯周組織再生治療として期待されている。しかし、再生に適した歯根膜幹細胞の培養条件については不明な点が多い。スフェロイド培養は幹細胞の生理的機能を上昇させることが知られているが、今回我々が見出したNR4A2がヒト歯根膜間葉系幹細胞のスフェロイド培養において、幹細胞性の維持・骨分化抑制に関与している可能性が明らかとなったことは学術的に意義深いと考える。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Validation of a self-report questionnaire for periodontitis in a Japanese population2021

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Masanori、Usui Michihiko、Ariyoshi Wataru、Nakashima Keisuke、Nagai-Yoshioka Yoshie、Inoue Maki、Kobayashi Kaoru、Borgnakke Wenche S.、Taylor George W.、Nishihara Tatsuji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93965-4

    • 関連する報告書
      2021 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] Mechanism of alveolar bone destruction in periodontitis ? Periodontal bacteria and inflammation2021

    • 著者名/発表者名
      Usui Michihiko、Onizuka Satoru、Sato Tsuyoshi、Kokabu Shoichiro、Ariyoshi Wataru、Nakashima Keisuke
    • 雑誌名

      Japanese Dental Science Review

      巻: 57 ページ: 201-208

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2021.09.005

    • NAID

      210000173382

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization and Study of Gene Expression Profiles of Human Periodontal Mesenchymal Stem Cells in Spheroid Cultures by Transcriptome Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Suga Takenori、Usui Michihiko、Onizuka Satoru、Sano Kotaro、Sato Tsuyoshi、Nakazawa Kohji、Ariyoshi Wataru、Nishihara Tatsuji、Nakashima Keisuke
    • 雑誌名

      Stem Cells International

      巻: 2021 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1155/2021/5592804

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sleep duration and severe periodontitis in middle‐aged Japanese workers2021

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Masanori、Usui Michihiko、Ariyoshi Wataru、Nakashima Keisuke、Nagai‐Yoshioka Yoshie、Inoue Maki、Kobayashi Kaoru、Nishihara Tatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Periodontology

      巻: 49 号: 1 ページ: 59-66

    • DOI

      10.1111/jcpe.13561

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Schizophyllum commune β-glucan: Effect on interleukin-10 expression induced by lipopolysaccharide from periodontopathic bacteria.2021

    • 著者名/発表者名
      Chuencheewit Thongsiri, Yoshie Nagai-Yoshioka, Ryota Yamasaki, Yoshiyuki Adachi, Michihiko Usui, Keisuke Nakashima, Tatsuji Nishihara, Wataru Ariyoshi
    • 雑誌名

      Carbohydrate polymers

      巻: 253 ページ: 117285-117285

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.117285

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hematogenous apoptotic mechanism in salivary glands in chronic periodontitis.2020

    • 著者名/発表者名
      Shikayama T, Fujita-Yoshigaki J, Sago-Ito M, Nakamura-Kiyama M, Naniwa M, Hitomi S, Ujihara I, Kataoka S, Yada N, Ariyoshi W, Usui M, Nakashima K, Ono K.
    • 雑誌名

      Arch Oral Biol

      巻: 117 ページ: 104775-104775

    • DOI

      10.1016/j.archoralbio.2020.104775

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D spheroid culture models for chondrocytes using polyethylene glycol-coated microfabricated chip.2020

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ariyoshi, Michihiko Usui, Kotaro Sano, Aki Kawano, Toshinori Okinaga, Keisuke Nakashima, Kohji Nakazawa, Tatsuji Nishihara
    • 雑誌名

      Biomedical research (Tokyo, Japan)

      巻: 41 号: 4 ページ: 187-197

    • DOI

      10.2220/biomedres.41.187

    • NAID

      130007887499

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Preliminary Study on the Ability of the Trypsin-Like Peptidase Activity Assay Kit to Detect Periodontitis.2020

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki M, Usui M, Ariyoshi W, Nakashima K, Nagai-Yoshioka Y, Inoue M, Nishihara T.
    • 雑誌名

      Dent J (Basel)

      巻: 8 号: 3 ページ: 98-98

    • DOI

      10.3390/dj8030098

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Co-cultured spheroids of human periodontal ligament mesenchymal stem cells and vascular endothelial cells enhance periodontal tissue regeneration.2020

    • 著者名/発表者名
      Sano K, Usui M, Moritani Y, Nakazawa K, Hanatani T, Kondo H, Nakatomi M, Onizuka S, Iwata T, Sato T, Togari A, Ariyoshi W, Nishihara T, Nakashima K.
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 14 ページ: 59-71

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] トランスクリプトーム解析からみえるヒト歯根膜由来間葉系幹細胞スフェロイドの特異的遺伝子発現プロファイルの検討2020

    • 著者名/発表者名
      菅毅典, 臼井通彦, 鬼塚理, 佐野孝太朗, 豊留-森谷友貴, 花谷智哉, 西原達次, 中島啓介
    • 学会等名
      第63回春季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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