| 研究課題/領域番号 |
19K22701
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分57:口腔科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
小野 卓史 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30221857)
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| 研究分担者 |
中田 隆夫 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50218004)
細道 純 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (00420258)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 破骨細胞 / 骨リモデリング / 光スイッチ / 光遺伝学 / 間葉系幹細胞 / カルシウムシグナル / 骨芽細胞 / 骨再生 / 歯科矯正学 / 幹細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
骨芽細胞の分化プロセスにおける、細胞内カルシウム(Ca)シグナルの変化が知られている。これまでに、青色光照射によって細胞膜Caチャネルを人為的に開閉操作できる光スイッチタンパク質を開発し、標的細胞のCaシグナルを非侵襲的かつ即時に制御できる技術を報告してきた。しかしながら、Caチャネルを標的にして、幹細胞機能を人為的に制御する研究は、現在まで報告されていない。そこで本研究は、低侵襲・迅速・確実な骨再生療法の創出を目的に、培養実験および動物実験を通して、光遺伝学ツールによる間葉系幹細胞のCaシグナルの制御と骨分化を検証し、新たな骨再生技術の基盤的研究を行う。
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| 研究実績の概要 |
矯正歯科治療における歯の移動は、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収が関わっており、歯槽骨のリモデリングを制御することが重要である。最近の研究では、破骨細胞から骨芽細胞への逆シグナルが存在することも明らかとなっており、破骨細胞分化を人工的に誘導できれば歯の移動を加速し治療期間を短縮するというこれまでにない画期的な治療法となりうる。これまで我々は、オプトジェネティクスとよばれる光照射のオンオフによって細胞の活動を制御する技術について研究を重ねてきた。オプトジェネティクスを用いることで光照射によって細胞を時空間的に自由に操作することが出来る。そこで、本研究では骨のリモデリングにおいて重要な役割を持つ破骨細胞に着目し、新規に開発したオプトジェネティクスツールを用いて細胞内シグナル伝達を制御することで破骨細胞分化の誘導を試みた。
破骨細胞の分化・成熟に関わる細胞内シグナルを光で操作できるオプトジェネティクスツールを作成し、破骨前駆細胞にレトロウイルスを用いて導入した。安定発現した細胞において、培養中に光を照射することで破骨細胞の分化誘導を行った。分化誘導後は破骨細胞分化の指標となるTRAP染色で多核化した細胞を確認し、定量PCRで細胞分化マーカーとなる遺伝子発現の変化をが認められた。さらに、骨基質となるリン酸カルシウム結晶を吸収することを確認し、機能的にも成熟破骨細胞の性質を持つことが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
オプトジェネティクスツールの新規開発の遅延により、計画よりも進捗が遅れた
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| 今後の研究の推進方策 |
現在、オプトジェネティクスツールの新規開発をおこなうことができ、データをまとめ、2023年7月に成果の学術発表の予定である。
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