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糖鎖による頭蓋顎顔面形態形成の制御機構の解明―新たな診断法・治療法の基盤構築―

研究課題

研究課題/領域番号 19K10380
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57070:成長および発育系歯学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

岡 綾香  大阪大学, 歯学研究科, 助教 (20635403)

研究分担者 犬伏 俊博  大阪大学, 歯学研究科, 講師 (30550941)
黒坂 寛  大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (20509369)
山城 隆  大阪大学, 歯学研究科, 教授 (70294428)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードへパラン硫酸 / 糖鎖 / 口蓋裂 / 不正咬合 / へパラン硫酸合成酵素 / 代謝異常 / 頭蓋顎顔面の形態異常 / 口唇口蓋裂 / ヘパラン硫酸合成酵素 / グリコサミノグリカン糖鎖
研究開始時の研究の概要

糖鎖は、生物の多様性を作り出す生体分子であり、糖鎖によるシグナル分子ダイナミクスの制御が生物の多様で複雑な器官形成に関わっているのではないかと注目されている。一方、糖の繰り返し構造からなるグリコサミノグリカン糖鎖(GAG糖鎖)の合成/代謝異常を原因とする先天異常症候群の多くが頭蓋顎顔面、不正咬合や歯の形態形成異常を伴っていることが明らかになってきた。しかし、GAG糖鎖の頭蓋顎顔面、不正咬合や歯の形態形成における役割は不明である。そこで、本研究では、GAG糖鎖の1つであるへパラン硫酸が欠損したマウスモデルを用いて、GAG糖鎖による頭蓋顎顔面、不正咬合や歯の形態形成の制御メカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、ヘパラン硫酸合成酵素のノックアウトマウスを用いて、ヘパラン硫酸の欠失が頭蓋顎顔面や歯の形態形成に与える影響およびその制御機構を解明した。結果、ヘパラン硫酸合成酵素のノックアウトマウスでは、上下顎の著しい低形成および口蓋裂を含む顔面正中の癒合不全ならびに切歯や臼歯歯胚の矮小化と形態異常が認められた。さらに、へパラン硫酸欠失による頭蓋顎顔面形態の形態異常はWntシグナリングの制御機構の破綻による細胞死の増加と細胞増殖の低下ならびにフォーカルアドヒージョンの異常による神経堤細胞の遊走能の低下により引き起こされていることが明らかになった。。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、へパラン硫酸による頭蓋顎顔面や歯の形態形成制御機構の詳細を明らかにしようというはじめての試みであり、本研究成果はGAG糖鎖合成/代謝異常を原因とする先天異常症候群のメカニズムの解明や従来では治療が困難であったそれらの先天異常症候群に対する新しい治療法開発につながると考えられる。さらに、歯をはじめとした新規組織再生法開発に繋がることが強く期待される。

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

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of facial appearance-related quality of life in young Japanese patients with cleft lip and/or palate2021

    • 著者名/発表者名
      Oka Ayaka、Tanikawa Chihiro、Isogai Yukako、Mihara Kiyomi、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      The Cleft Palate-Craniofacial Journal

      巻: 59 号: 4_suppl2 ページ: S57-S64

    • DOI

      10.1177/10556656211023243

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical applicability of automated cephalometric landmark identification: Part I-Patient-related identification errors.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Chihiro、Lee Chonho、Lim Jaeyoen、Oka Ayaka、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      Orthodontics & craniofacial research.

      巻: 24 号: S2 ページ: 43-52

    • DOI

      10.1111/ocr.12501

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical applicability of automated cephalometric landmark identification. Part II - Number of images needed to re-learn various quality of images.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Chihiro、Oka Ayaka、Lim Jaeyoen、Lee Chonho、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      Orthodontics & craniofacial research.

      巻: 24 号: S2 ページ: 53-58

    • DOI

      10.1111/ocr.12511

    • 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] Comprehensive Orthodontic Treatment of a Patient With Prader?Willi Syndrome2020

    • 著者名/発表者名
      Uemura Yume、Oka Ayaka、Kurosaka Hiroshi、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      The Cleft Palate-Craniofacial Journal

      巻: online ahead of print 号: 11 ページ: 1459-1467

    • DOI

      10.1177/1055665620977375

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proprioceptive thalamus receiving forelimb and neck muscle spindle inputs via the external cuneate nucleus in the rat2020

    • 著者名/発表者名
      Uemura Yume、Haque Tahsinul、Sato Fumihiko、Tsutsumi Yumi、Ohara Haruka、Oka Ayaka、Furuta Takahiro、Bae Yong Chul、Yamashiro Takashi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 225 号: 7 ページ: 2177-2192

    • DOI

      10.1007/s00429-020-02118-2

    • 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
  • [雑誌論文] Observation of the Epithelial Cell Behavior in the Nasal Septum During Primary Palate Closure in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sayuri、Kurosaka Hiroshi、Miura Jiro、Aoyama Gozo、Sarper Safiye Esra、Oka Ayaka、Inubushi Toshihiro、Nakatsugawa Kohei、Usami Yu、Toyosawa Satoru、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 11 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3389/fphys.2020.538835

    • 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] Surgical and orthodontic approach for a patient with a severely constricted maxillary arch caused by bilateral cleft lip and palate2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Ayaka、Kurosaka Hiroshi、Nakatsugawa Kohei、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      Orthodontic Waves

      巻: 79 号: 2-3 ページ: 127-134

    • DOI

      10.1080/13440241.2020.1751456

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 頭蓋顎顔面の形態形成におけるヘパラン硫酸の機能の探索2020

    • 著者名/発表者名
      中西 祐一郎, 犬伏 俊博, 山城 隆
    • 学会等名
      日本口蓋裂学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭蓋顎顔面の形態形成におけるヘパラン硫酸の役割2019

    • 著者名/発表者名
      中西 祐一郎、犬伏 俊博、松本 嘉寛、山口 祐、山城 隆
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of the regulatory mechanisms of heparan sulfate on the craniofacial and tooth morphogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Y, Inubushi T, Matsumoto Y, Yamaguchi Y, Yamashiro T
    • 学会等名
      The 4th meeting of the international Association for Dental Research Asia_Pacific Region
    • 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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