脱落乳歯歯髄幹細胞における機械的刺激の分子制御メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 21K17162
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57070:成長および発育系歯学関連
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 宮嵜 彩 徳島大学, 病院, 助教 (10876006)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: odontblast / SHED / WNT16 / RUNX2 / Hydrostatic Pressure / 静水圧 / PIEZO1 / 象牙芽細胞 / 細胞分化 / primary cilia / HIF1a / 象牙質形成 / メカノトランスダクション / 機械的刺激

研究開始時の研究の概要

われわれの身体は，常に外界からの様々な刺激を受けており，その刺激を認識・応答することにより恒常性を維持する。メカニカルストレスに応答する組織や細胞は運動骨格系に限らず生体内のすべての細胞が有しており，もちろん歯も例外ではない。歯の場合，代表されるのは歯の象牙細管の内圧の変化により歯の主要硬組織である象牙質の追加的な添加形成が起きることである。しかしながら，このようなメカニカルストレスに応答し，細胞動態が変化するその詳細な分子機転については不明な点が多い。本研究では，メカノトランスダクションによる象牙芽細胞分化誘導メカニズムを解明することで，新規歯科修復材料開発を目指すことを目的にしている。

研究実績の概要

圧受容体であるPIEZO1の下流で，機械的刺激に対するアンテナとしての役割が考えられているPrimary ciliaや，骨の分化にも関係が深いWNT16の発現誘導および象牙芽細胞の分化に重要な転写因子であるRUNX2の核移行を調整し，これらが協調的に機能することで，象牙芽細胞の増殖や分化が制御されていることを今までに明らかにした。
さらに継続して、その下流のWNT16とRUNX2の関係性について、今回検討した。RUNX2のプロモーターエリアがWNT16にあるのかを確認し、またそれが直接的に結合するのかどうかをプロモーターアッセイにより解析を進めた。加えて、in vivoで、マウスの歯牙にターゲットとなる遺伝子の活性剤を施した治療を行い、その歯牙切片の解析を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Iroquois homeobox 3 regulates odontoblast proliferation and differentiation mediated by Wnt5a expression (2023)
  • 著者名/発表者名: Narwidina A, Miyazaki A, Iwata K, Kurogoushi R, Sugimoto A, Kudo Y, Kawarabayashi K, Yamakawa Y, Akazawa Y, Kitamura T, Nakagawa H, Yamaguchi-Ueda K, Hasegawa T, Yoshizaki K, Fukumoto S, Yamamoto A, Ishimaru N, Iwasaki T, Iwamoto T.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 650 ページ: 47-54
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.02.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conditioned Medium From the Stem Cells of Human Exfoliated Deciduous Teeth Ameliorates Neuropathic Pain in a Partial Sciatic Nerve Ligation Model (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Yao、Kano Fumiya、Hashimoto Noboru、Xia Linze、Zhou Qiao、Feng Xingmei、Hibi Hideharu、Miyazaki Aya、Iwamoto Tsutomu、Matsuka Yoshizo、Zhang Zhijun、Tanaka Eiji、Yamamoto Akihito
  • 雑誌名: Frontiers in Pharmacology 巻: 13 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/fphar.2022.745020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fibroblast growth factor 2 suppresses the expression of C-C motif chemokine 11 through the c-Jun N-terminal kinase pathway in human dental pulp-derived mesenchymal stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurogoushi Rika、Hasegawa Tomokazu、Akazawa Yuki、Iwata Kokoro、Sugimoto Asuna、Yamaguchi-ueda Kimiko、Miyazaki Aya、Narwidina Anrizandy、Kawarabayashi Keita、Kitamura Takamasa、Nakagawa Hiroshi、Iwasaki Tomonori、Iwamoto Tsutomu
  • 雑誌名: Experimental and Therapeutic Medicine 巻: 22 号: 6 ページ: 1356-1356
  • DOI: 10.3892/etm.2021.10791
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Iroquois 3 plays an essential role in odontogenesis (2023)
  • 著者名/発表者名: 1.Anrizandy Narwidina, Aya Miyazaki, Iwata Kokoro, Rika Kurogoushi, Tomonori Iwasaki, Tsutomu Iwamoto.
  • 学会等名: 44th ANNUAL GENOME CONFERENCE 2023
  • 国際学会