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ヒト歯髄幹細胞の骨芽細胞分化におけるヘッジホッグ関連遺伝子制御システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K10189
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57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
研究機関東京医科大学

研究代表者

近津 大地  東京医科大学, 医学部, 主任教授 (30343122)

研究分担者 古賀 陽子  東京医科大学, 医学部, 兼任助教 (10392408)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードヒト歯髄幹細胞 / 骨芽細胞 / ヘッジホッグ関連遺伝子 / DPSCs / VCAM1 / GFPT2 / ヘッジホック関連遺伝子
研究開始時の研究の概要

本研究は、ヒト歯髄幹細胞を用いた骨再生医療の実現化に向けて骨組織や歯髄、象牙質発生の基礎的知見を解析し、その組織形成過程の分子メカニズムを分化・組織誘導刺激に応用することで新規骨再生法開発の礎を築くことを目的とする。そのために応募者らは、組織発生ならびに骨再生療法で重要な鍵を握る分子と期待されているヘッジホッグと、その転写メディエーターであるGliファミリーに着目した。ヒト歯髄幹細胞の骨分化におけるGliファミリーの転写メカニズムを、バイオインフォマティクスを駆使した網羅的な解析の後にin vitro、in vivoの両面から検証を行い、その遺伝子発現制御システムとエピゲノムを解明する。

研究成果の概要

ヒト歯髄幹細胞(DPSCs)はいくつかの研究で骨形成分化能に個体差があることが指摘されてきたが、それらを決定する要因は不明であった。そこで我々はDPSCsの個体差に関連する遺伝子を特定するべく、ヘッジホッグ関連遺伝子と骨形成分化能の高低により分別した2群(HG,LG)において、RNA-seqを用いて遺伝子発現パターンを比較した。VCAM1,GFPT2という2つの候補遺伝子を選択し、2つの遺伝子がRas-MEK-Erk経路、PI3K/Akt経路やHBP経路など骨分化を促進するシグナル伝達に関与し、2つの遺伝子を高発現するDPSCsは高い骨形成分化能を有している可能性を秘め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

ヒト歯髄幹細胞(DPSCs)は高い増殖能と高い多分化能を有する優れた細胞資源である。DPSCsの個体差の原因を解明することは、DPSCsを用いた再生細胞治療の適応範囲を広げることにつながる。本研究では、DPSCsの骨形成分化能の高低を比較し、VCAM1とGFPT2がDPSCsの骨形成分化能を予測するための候補遺伝子であることを示した。未分化状態のDPSCsにおけるVCAM1とGFPT2の発現量を事前に調べることは、骨再生のための同種細胞移植のドナーの選択基準の設定に有用であると考えられる。

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

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] VCAM-1 and GFPT-2: Predictive markers of osteoblast differentiation in human dental pulp stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hatori, A., Fujii, Y., Kawase-Koga, Y., Ogasawara, T., Chikira, J., Minami, S., Yamakawa, D. & Chikazu, D
    • 雑誌名

      Stem Cell Reviews and Reports

      巻: -

    • 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] Bone Regeneration Potential of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Elderly Patients and Osteo-Induced by a Helioxanthin Derivative2020

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, Y. Kawase-Koga, D. Yamakawa, Y. Fujii, D. Chikazu
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 20 ページ: 7731-7745

    • DOI

      10.3390/ijms21207731

    • 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] Effects of Helioxanthin Derivative-Treated Human Dental Pulp Stem Cells on Fracture Healing2020

    • 著者名/発表者名
      D. Yamakawa, Y. Kawase-Koga, Y. Fujii, Y. Kanno, M. Sato, S. Ohba, Y. Kitaura, M. Kashiwagi, D. Chikazu
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 23 ページ: 9158-9171

    • DOI

      10.3390/ijms21239158

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 酸化ストレスのシグナル分子8-ニトロ-cGMPによる骨代謝調節2021

    • 著者名/発表者名
      金子児太郎、宮本洋一、杉崎リサ、上條竜太郎、近津大地
    • 学会等名
      第75回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨折治癒におけるヘリオキサンチン誘導体を用いたヒト歯髄幹細胞の効果2021

    • 著者名/発表者名
      山川 樹、古賀陽子、藤居泰行、菅野勇樹、佐藤麻梨香、近津大地
    • 学会等名
      第75回NPO法人日本口腔科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エラスターゼによるオステオプロテゲリンの分解と炎症性骨破壊との関連2021

    • 著者名/発表者名
      杉崎リサ、金子児太郎、近津大地
    • 学会等名
      第25回日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 好中球エラスターゼはオステオプロテゲリンを分解し破骨細胞分化を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      杉崎リサ、宮本洋一、金子児太郎、上條竜太郎、近津大地
    • 学会等名
      第75回NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規内因性シグナル分子8-nitro-cGMPは炎症において骨吸収を促進させる2021

    • 著者名/発表者名
      金子児太郎、杉崎リサ、近津大地
    • 学会等名
      25回日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 活性イオウ分子種はカルシウムシグナルを介して破骨細胞分化を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      杉崎リサ、宮本洋一、赤池孝章、近津大地、上條竜太郎
    • 学会等名
      第34回日本酸化ストレス学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Human dental pulp stem cells with small-molecular compound promote highly osteogenesis in vitro2019

    • 著者名/発表者名
      D. Yamakawa, Y. Kawase-Koga, Y. Fujii, Y. Kanno, M. Sato, D. Chikazu
    • 学会等名
      The 2019 New York Stem Cell Foundation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chondrogenic differrenntation by human dental pulp stem cells using a thienoindazole derivative and cell-sheet technology2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno, D Yamakawa, Y Fujii, Y. Kawase-Koga, D. Chikazu
    • 学会等名
      The 2019 New York Stem Cell Foundation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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