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歯根膜培養上清とエピゲノム修飾技術を応用した歯髄誘導型人工的歯根膜の作製

研究課題

研究課題/領域番号 21K17025
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関北海道医療大学

研究代表者

原田 文也  北海道医療大学, 歯学部, 講師 (30824205)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード歯周組織再生 / エピジェネティクス修飾 / 歯根膜線維芽細胞 / 歯髄ー歯根膜線維芽細胞相違遺伝子 / 歯髄誘導型人工歯根膜 / 歯髄-歯根膜線維芽細胞相違遺伝子
研究開始時の研究の概要

中等度歯周炎に対する治療法として歯周組織再生療法が臨床応用されている。一方、重度歯周病で抜歯に至るケースにおいては、未だ有効な治療法が確立されていない。近年、歯髄幹細胞を応用する再生医療への基礎研究が進められているが、歯周組織へ応用する研究は未だ進んでいない。
歯髄や歯根膜は線維芽細胞を主体としていることから、本研究では1.同一患者から採取した歯髄と歯根膜から、網羅的解析によって未だ報告のない歯髄-歯根膜線維芽細胞相違遺伝子の同定を行う、2.遺伝子発現の改変の為にエピジェネティクス修飾技術を応用し、歯髄誘導型人工的歯根膜の作製を行う、3.これを抜去歯根面に生着させることを目的とする。

研究実績の概要

歯牙への栄養供給を行う歯髄組織に存在する歯髄幹細胞は、再生医療への応用可能性が示唆されているが、臨床応用へは未だ進んでいない。一方、歯根膜の喪失を主体とした歯周炎では、エムドゲインなどの歯周組織再生療法が臨床応用されているが、その適応症は中等度歯周炎までに限定されており、抜歯適応となる重度歯周炎に対しての有効な治療法は未だ無い。歯髄と歯根膜は線維芽細胞を主体とした複数の細胞集合体であり、それぞれ幹細胞も存在するなど共通点もあるが、マラッセ上皮細胞の有無などによる機能遺伝子の違いもある。その違いを改良し、歯髄を歯根膜様組織へ誘導できれば新たな歯周組織再生療法として応用可能になると考える。本研究では、歯髄でOFFになっている歯根膜機能遺伝子の発現誘導を行い、歯髄誘導型人工的歯根膜を作製することを目的とする。今年度は、昨年度行った歯髄培養細胞と歯根膜培養細胞でのRNA発現網羅的解析に加え、歯根膜細胞の培養上清で歯髄細胞を培養し、RNA発現網羅的解析を行う予定であった。しかしながら、同一抜去歯からの歯髄と歯根膜の検体回収および培養に時間を要してしまい、次世代シーケンサーによるRNA発現網羅的解析を行うことができなかった。これまでの結果として、Differentially expressed genes (DEGs)解析において大きな発現変化を示した上位遺伝子に、Keratin 14とKeratin 16が認められた。Keratin 14とKeratin 16は歯根膜には存在するが歯髄には存在しないマラッセ上皮遺残で発現する遺伝子であることから、歯髄を歯根膜再生に応用する際の重要な機能遺伝子であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

今年度は、同一抜去歯からの歯髄と歯根膜の検体回収および培養に時間を要してしまい、当初予定していた、歯根膜細胞の培養上清による歯髄細胞の培養実験の解析を行うことができなかった。

今後の研究の推進方策

今後は、今年度行う予定であった歯根膜細胞の培養上清で歯髄細胞を培養し、RNA発現網羅的解析を行い、歯髄を歯根膜様細胞へ誘導するための因子について解析を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Induction of Periodontal Ligament?like Cells by Coculture of Dental Pulp Cells, Dedifferentiated Cells Generated from Epithelial Cell Rests of Malassez, and Umbilical Vein Endothelial Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Onishi Aya、Yoshida Koki、Morikawa Tetsuro、Paudel Durga、Takahashi Shuhei、Khurelchuluun Ariuntsetseg、Ariwansa Dedy、Harada Fumiya、Uehara Osamu、Kurashige Yoshihito、Abiko Yoshihiro
    • 雑誌名

      Journal of Endodontics

      巻: 48 号: 11 ページ: 1387-1394

    • DOI

      10.1016/j.joen.2022.08.006

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] RNA-seqによる歯髄細胞と歯根膜細胞での遺伝子発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      吉田光希,原田文也,安彦善裕
    • 学会等名
      第43回日本歯科薬物療法学会・第36回日本口腔診断学会・第33回日本口腔内科学会・第32回日本口腔感染症学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯根膜培養上清を用いた歯髄細胞の歯根膜様細胞への誘導におけるメチル化解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 周平,原田 文也,吉田 光希,Dedy Ariwansa, Ariuntsetseg Khurelchuluun,Durga Paudel,森川 哲郎,植原 治,永易 裕樹,安彦 善裕
    • 学会等名
      第32回日本口腔内科学会・第33回日本臨床口腔病理学会・第35回日本口腔診断学会 3学会合同学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Phenotypic transformation of dental pulp cells into periodontal ligament-like cells.2022

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takahashi,Koki Yoshida,Durga Paudel,Fumiya Harada,Tetsuro Morikawa,Yoshihiro Abiko
    • 学会等名
      第70回JADR総会・学術大会/(第5回IADR APR(Asia Pacific Region)学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] thylation analysis of epithelial-mesenchymal cell populations induced into periodontal ligament-like cells2021

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Harada, Koki Yoshida, Shuhei Takahashi, Aya Onishi, Dedy Ariwansa, Ariuntsetseg Khurelchuluun, Durga Paudel, Daichi Hiraki, Tetsuro Morikawa, Osamu Uehara, Jun Sato, Yoshihiro Abiko, Hiroki Nagayasu
    • 学会等名
      第34回日本口腔診断学会 第31回日本口腔内科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Induction of dental pulp cells into periodontal ligament-like cells using epigenetics2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takahashi, Koki Yoshida, Durga Paudel, Dedy Ariwansa, Ariuntsetseg Khurelchuluun, Aya Onishi, Tetsuro Morikawa, Daichi Hiraki, Fumiya Harada, Osamu Uehara, Jun Sato, Hiroki Nagayasu, Yoshihiro Abiko
    • 学会等名
      第69回国際歯科研究学会日本部会(JADR)総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression analysis of periodontal ligament-related genes in co-culture of dental pulp cells and ERM applying epigenome modification2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Yoshida, Fumiya Harada, Daichi Hiraki, Hiroki Nagayasu, Yoshihiro Abiko
    • 学会等名
      第32回日本臨床口腔病理学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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