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歯根膜細胞スフェロイドの幹細胞性・骨分化能亢進のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K09970
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57030:保存治療系歯学関連
研究機関九州歯科大学

研究代表者

臼井 通彦  九州歯科大学, 歯学部, 准教授 (10453630)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスフェロイド / 歯根膜幹細胞 / 歯根膜細胞 / 骨分化 / 幹細胞性
研究開始時の研究の概要

間葉系幹細胞をスフェロイドの状態で培養することにより、その生理機能が向上することが知られている。歯根膜幹細胞を用いて、スフェロイド培養を行うと、幹細胞性が向上する一方で、骨分化能も上昇する。この一見、相反する事象のメカニズムについては、不明である。我々は、スフェロイド内部の存在する位置で細胞の特性が異なるのではないかという仮説を立てた。本研究の目的は、歯根膜幹細胞スフェロイドにおいて、幹細胞性の上昇と骨分化能が上昇するメカニズムをレーザーマイクロダイセクション法、次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析などの手法を駆使して、明らかにすることである

研究実績の概要

歯根膜幹細胞スフェロイドでは、単層培養した歯根膜幹細胞に比較して、幹細胞性まーかーであるOCT4、NANOGの遺伝子発現が有意に上昇する特徴を持つ。その一方で、歯根膜幹細胞スフェロイドを骨分化誘導条件で培養すると、単層培養した歯根膜幹細胞より形成される石灰化結節量が増加する。「幹細胞性(未分化性)」と「骨分化」という一見、相反する事象が歯根膜幹細胞スフェロイドで亢進することが示唆されるが、このメカニズムについては不明である。スフェロイドは細胞の内部と外部では、細胞の代謝が異なる。我々は「スフェロイド内部の存在する部位によって、歯根膜幹細胞の特性が変化する」という仮説をたてた。通常、スフェロイドチップで作成されるスフェロイドの直径は200umであるが、レーザーマイクロダイセクションを行うには小さすぎる。そこで、形成されたスフェロイドをモールドにいれて直径3ミリ程度の歯根膜細胞スフェロイドを作製することに成功した。作製したすスフェロイドの表層部分と中央部分とを区別して、レーザーマイクロダイセクションによりRNAを抽出した。単層培養歯根膜細胞、スフェロイド表層部分、スフェロイド中央部分におけるNanog, Oct4のmRNA発現を比較した結果、中央部分のこれら幹細胞性マーカー発現は単層培養、スフェロイド表層に比較して、有意に上昇していた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定していた通常より大きいスフェロイドの作製、並びにレーザーマイクロダイセクションによるRNAの抽出を行うことができた。

今後の研究の推進方策

レーザーマイクロダイセクションにより抽出した、スフェロイド表層部分と中央部分のRNAを用いて、次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析を行う。また、同定した同定したDEGを対象に、機能解析としてGO(Gene Ontology)term 解析や、近似した発現パターンを認める遺伝子クラスターを含んだネットワーク解析を実施する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 歯周組織再生療法の変遷と治療技術の進展2024

    • 著者名/発表者名
      臼井通彦
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 7 ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of a Three-Dimensional Spheroid Culture System for Oral Squamous Cell Carcinomas Using a Microfabricated Device2023

    • 著者名/発表者名
      Ikeda-Motonakano Reiko、Hirabayashi-Nishimuta Fumika、Yada Naomi、Yamasaki Ryota、Nagai-Yoshioka Yoshie、Usui Michihiko、Nakazawa Kohji、Yoshiga Daigo、Yoshioka Izumi、Ariyoshi Wataru
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 15 号: 21 ページ: 5162-5162

    • DOI

      10.3390/cancers15215162

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The association between trypsin‐like protease activity in the oral cavity and kidney function in Japanese workers2023

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Masanori、Inoue Maki、Usui Michihiko、Ariyoshi Wataru、Nakashima Keisuke、Nagai‐Yoshioka Yoshie、Nishihara Tatsuji
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Periodontology

      巻: 51 号: 3 ページ: 265-273

    • DOI

      10.1111/jcpe.13908

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene expression profiling of the masticatory muscle tendons and Achilles tendons under tensile strain in the Japanese macaque Macaca fuscata2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Ko、Go Yasuhiro、Tatsumoto Shoji、Usui Chika、Mizuno Yosuke、Ikami Eiji、Isozaki Yuta、Usui Michihiko、Kajihara Takeshi、Yoda Tetsuya、Inoue Ken-ichi、Takada Masahiko、Sato Tsuyoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 1 ページ: e0280649-e0280649

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0280649

    • 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
  • [雑誌論文] Psychosocial Stress Induces Orofacial Mechanical Allodynia Due to the Enhancement of Transient Receptor Potential Ankyrin 1 Expression in Trigeminal Ganglion Neurons via the Increment of the Trace Amine-Associated Receptor 7f Expression2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Ko、Shinoda Masamichi、Soma Kumi、Ikutame Daisuke、Ikami Eiji、Mizuno Yosuke、Usui Michihiko、Asoda Seiji、Sato Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Stresses

      巻: 3 号: 1 ページ: 58-68

    • DOI

      10.3390/stresses3010006

    • 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
  • [雑誌論文] Ropinirole inhibits inflammatory cytokine production in gingival epithelial cells and suppresses alveolar bone loss in an experimental rat model of periodontitis.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Isozaki, Tsuyoshi Sato, Rie Takagi, Ko Ito, Michihiko Usui, Masaaki Kawano, Sho Matsushita.
    • 雑誌名

      Experimental and Therapeutic Medicine

      巻: 25 号: 2 ページ: 78-78

    • DOI

      10.3892/etm.2022.11777

    • 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
  • [雑誌論文] Nobiletin, a <scp>NF‐κB</scp> signaling antagonist, promotes <scp>BMP</scp> ‐induced bone formation2022

    • 著者名/発表者名
      Rojasawasthien Thira、Usui Michihiko、Addison William N.、Matsubara Takuma、Shirakawa Tomohiko、Tsujisawa Toshiyuki、Nakashima Keisuke、Kokabu Shoichiro
    • 雑誌名

      FASEB BioAdvances

      巻: 5 号: 2 ページ: 62-70

    • DOI

      10.1096/fba.2022-00093

    • 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
  • [雑誌論文] PDLIM5は歯肉上皮細胞の増殖と遊走に促進的に作用する2022

    • 著者名/発表者名
      臼井 通彦, 菅 毅典, 佐野 孝太朗, 中島 啓介
    • 雑誌名

      日本歯科保存学雑誌

      巻: 65(2) ページ: 154-163

    • 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
  • [雑誌論文] Contact Co-culture of Osteoblasts and Sympathetic Neuronal Cells Promotes Differentiation of Both Cell Types2022

    • 著者名/発表者名
      OKUBO MASAHIKO、ITO KO、YAMAZAKI FUMIE、MIZUNO YOSUKE、ISOZAKI YUTA、ASODA SEIJI、USUI MICHIHIKO、SATO TSUYOSHI
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 36 号: 4 ページ: 1608-1614

    • DOI

      10.21873/invivo.12871

    • 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] 間葉系幹細胞のスフェロイド形成における発現プロファイルの比較検討2024

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 理,臼井 通彦,弘中 祥,佐野 孝太朗,中島 啓介
    • 学会等名
      令和5年度 JSP九州5大学・JACP九州支部合同研修会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 歯周病患者における再生療法のガイドライン20232023

    • 著者名/発表者名
      特定非営利活動法人日本歯周病学会
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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