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Activin Aの二極性細胞分化誘導特性を基盤とした新規歯周組織再生療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K19001
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57030:保存治療系歯学関連
研究機関九州大学

研究代表者

杉井 英樹  九州大学, 歯学研究院, 助教 (80802280)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードActivin A / 歯根膜細胞 / 前骨芽細胞 / 歯周組織再生 / 分化誘導能 / ペプチド合成
研究開始時の研究の概要

歯周組織に重篤な欠損が生じた際、骨、歯根膜組織の再生は困難となり、抜歯に至る可能性が高くなることから、歯周組織の再生誘導能を有した材料の開発が待ち望まれている。
申請者らは最近、 Activin Aが歯根膜幹細胞の線維芽細胞様分化を促進する一方、前骨芽細胞に対しては骨芽細胞への分化を増進し、細胞種により異なる分化誘導能を有し、結合する受容体も各々異なることを明らかにした。
そこで本研究では、Activin Aが細胞分化誘導時に働く各々の受容体に結合する領域を同定し、その領域を基にペプチドをそれぞれ合成した後、歯周組織を傷害したラットにペプチドを応用することで、歯周組織再生能を検討することとした。

研究成果の概要

Activin Aは、ヒト歯根膜細胞においては、線維芽細胞様分化がALK4-smad2/3を介したシグナル経路により誘導され、ヒト前骨芽細胞においては、骨芽細胞分化がALK1-smad1/5/9を介したシグナル経路により誘導されることが明らかとなった。
さらに、ラット歯周組織損傷モデルを用いて、Activin Aの歯周組織再生能を評価した結果、損傷後2週間の欠損部歯周組織において、歯根膜様の線維性組織および骨様組織の形成を認めた。
以上より、Activin Aという1種のサイトカインのみで、歯根膜組織および骨組織において異なる細胞分化誘導を行うことで、歯周組織再生に寄与していることが推察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究より、Activin Aは、ヒト歯根膜細胞の線維芽細胞様分化、およびヒト前骨芽細胞の骨芽細胞分化を同時に誘導することが可能な特異なサイトカインであることが明らかとなった。これまでに、同様の機能を有した因子は報告されておらず、新規の歯周組織再生療法を創生するために、非常に有益な因子であることが示唆された。
また、ラット歯周組織損傷モデルにおいて、Activin Aにより、欠損部歯周組織において、歯根膜様の線維性組織および骨様組織の形成を認めたことから、今後もin vivoにおける更なる研究を推進することで、これまでの手法よりも簡便で効果的な方法で、臨床応用の実現に繋げていくことが期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 未重合レジンセメントと未重合フロアブルレジンの結合力2020

    • 著者名/発表者名
      杉井英樹、吉田晋一郎、友清淳、濱野さゆり、長谷川大学、前田英史
    • 雑誌名

      日歯保存誌

      巻: 63 ページ: 44-51

    • NAID

      130007804959

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functions of beta2‐adrenergic receptor in human periodontal ligament cells2020

    • 著者名/発表者名
      Hamano Sayuri、Tomokiyo Atsushi、Hasegawa Daigaku、Yuda Asuka、Sugii Hideki、Yoshida Shinichiro、Mitarai Hiromi、Wada Naohisa、Maeda Hidefumi
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Biochemistry

      巻: 121 号: 12 ページ: 4798-4808

    • DOI

      10.1002/jcb.29706

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possible function of GDNF and Schwann cells in wound healing of periodontal tissue.2020

    • 著者名/発表者名
      Itoyama T, Yoshida S, Tomokiyo A, Hasegawa D, Hamano S, Sugii H, Ono T, Fujino S, Maeda H.
    • 雑誌名

      J Periodont Res.

      巻: 55 号: 6 ページ: 830-839

    • DOI

      10.1111/jre.12774

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEST Regulates the Stemness of Human Periodontal Ligament Stem Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Daigaku Hasegawa, Kana Hasegawa, Hiroshi Kaneko, Shinichiro Yoshida, Hiromi Mitarai, Mai Arima, Atsushi Tomokiyo, Sayuri Hamano, Hideki Sugii, Naohisa Wada, Tamotsu Kiyoshima, Hidefumi Maeda
    • 雑誌名

      Stem Cells International

      巻: - ページ: 1-15

    • DOI

      10.1155/2020/9672673

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression and function of dopamine in odontoblasts2019

    • 著者名/発表者名
      Fujino Shoko、Hamano Sayuri、Tomokiyo Atsushi、Itoyama Tomohiro、Hasegawa Daigaku、Sugii Hideki、Yoshida Shinichiro、Washio Ayako、Nozu Aoi、Ono Taiga、Wada Naohisa、Kitamura Chiaki、Maeda Hidefumi
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 235 号: 5 ページ: 4376-4387

    • DOI

      10.1002/jcp.29314

    • NAID

      120006892319

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Decorinが未分化なヒト歯根膜細胞の骨芽細胞様分化に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      足立織利恵、杉井英樹、糸山知宏、友清淳、濱野さゆり、長谷川大学、吉田晋一郎、Mhd Safwan Albougha、前田英史
    • 学会等名
      第153回日本歯科保存学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Activin Aが有する二極性細胞分化誘導能に関する分子機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      杉井英樹、友清淳、濱野さゆり、長谷川大学、吉田晋一郎、Mhd Safwan Albougha、前田英史
    • 学会等名
      日本歯科保存学会2019年春季学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of TNF-a. on Senescent human dental pulp cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Nozu, Sayuri Hamano ,Atsushi Tomokiyo, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Hideki Sugii,Hiromi Mitarai, Keita Ipposhi, Naohisa Wada, Hidefumi Maeda.
    • 学会等名
      Kyudai Oral Bioscience&OBT Research Center Joint International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of dopamine on odontoblastic differentiation through PKA signaling.2019

    • 著者名/発表者名
      Shoko Fujino, Hamano Sayuri, Atsushi Tomokiyo, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Hideki Sugii, Ayako Washio, Hiromi Mitarai, Naohisa Wada, Chiaki Kitamura, Hidefumi Maeda.
    • 学会等名
      The 97th General Session & Exhibition of the IADR
    • 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: 2022-01-27  

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