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細胞ダイバーシティーを基盤とした歯周組織幹細胞の運命決定機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K24527
補助金の研究課題番号 22H03269 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分57030:保存治療系歯学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

岩山 智明  大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (80757865)

研究分担者 藤原 千春  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (00755358)
村上 伸也  大阪大学, 大学院歯学研究科, 特任教授 (70239490)
新保 敬史  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授(常勤) (70780609)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード歯根膜 / 歯周組織再生 / scATAC-seq / オープンクロマチン領域 / シングルセル解析技術 / シングルセル解析 / シングルセル解析技
研究開始時の研究の概要

歯周病によって失われた歯周組織を効率的に再生するためには、歯根膜の細胞群を効率的に活性化することが重要である。本研究では網羅的オープンクロマチン領域解析により歯根膜中の各細胞群のマスター転写因子や誘導因子を同定すると共に、歯根膜細胞特異的マウスを用いて細胞分化制御機構の解析を推進することにより、多様な細胞群の運命決定機構を探索し、歯周組織再生療法の開発にも繋がる基盤情報の構築を目指す。

研究実績の概要

本研究では歯根膜中の各細胞群のマスター転写因子や誘導因子を同定すると共に、歯根膜細胞特異的マウスを用いて細胞分化制御機構の解析を推進することにより、多様な細胞群の運命決定機構を解明することを目的としている。このために、①scATAC-seq法によるマスター転写因子探索、②歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた細胞系譜解析、③歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた歯根膜特異的遺伝子機能解析、④CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析、の4つの解析を進める。初年度に①が完了しており、本年度は②~④について、主に以下の成果を得た。
②歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた細胞系譜解析:初年度に歯根膜細胞特異的CreERマウスの解析結果を出版済みであるが、さらに①のコンディショナルノックアウトマウスにおいて、その機序を検討するために、Creレポーターマウスもかけ合わせ、細胞系譜解析を行った。
③歯根膜細胞特異的CreERマウスを用いた歯根膜特異的遺伝子機能解析:①にて同定されたセメント芽細胞のクラスターに特徴的な転写因子について、floxマウスを新規に作製している。一方で、骨芽細胞に特徴的な転写因子のfloxマウスは利用可能であったため、掛け合わせにより歯根膜細胞特異的のコンディショナルノックアウトマウスを作製済した。一方で、骨芽細胞に特徴的な転写因子のfloxマウスは利用可能であったため、掛け合わせにより歯根膜細胞特異的のコンディショナルノックアウトマウスを作製し、組織学的な検討を行った。
④CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析:①で同定した転写因子について、CRISPRa-SAMによる転写活性化歯根膜細胞を作製した上で、シングルセルソーティングによりサブクローンを樹立した。

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

研究計画の核となるセメント芽細胞特異的な転写因子候補のコンディショナルノックアウトマウス作製が計画通り進んでいる。CRISPR-Cas9およびCRISPRa-SAMによる転写因子機能解析のための歯根膜細胞クローン作製も概ね計画通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

予定通り、作製したコンディショナルノックアウトマウスや歯根膜細胞クローンを用いた解析を進める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] <i>Plap-1</i> lineage tracing and single-cell transcriptomics reveal cellular dynamics in the periodontal ligament2022

    • 著者名/発表者名
      Iwayama Tomoaki、Iwashita Mizuho、Miyashita Kazuya、Sakashita Hiromi、Matsumoto Shuji、Tomita Kiwako、Bhongsatiern Phan、Kitayama Tomomi、Ikegami Kentaro、Shimbo Takashi、Tamai Katsuto、Murayama Masanori A.、Ogawa Shuhei、Iwakura Yoichiro、Yamada Satoru、Olson Lorin E.、Takedachi Masahide、Murakami Shinya
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 19 ページ: 201203-201203

    • DOI

      10.1242/dev.201203

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Periodontal tissue stem cells and mesenchymal stem cells in the periodontal ligament2022

    • 著者名/発表者名
      Iwayama Tomoaki、Sakashita Hiromi、Takedachi Masahide、Murakami Shinya
    • 雑誌名

      Japanese Dental Science Review

      巻: 58 ページ: 172-178

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2022.04.001

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Plap-1陽性歯根膜細胞による歯周組織の恒常性維持機構2023

    • 著者名/発表者名
      岩山 智明
    • 学会等名
      第5回口腔医科学フロンティア
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of Periodontal Tissue Homeostasis2023

    • 著者名/発表者名
      Iwayama T
    • 学会等名
      FDCU International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plap-1によるセメント芽細胞分化制御2023

    • 著者名/発表者名
      岩下瑞穂, 岩山智明, 松本修治, Phan Bhongsatiern, 阪下裕美, 竹立匡秀, 山田聡、村上伸也
    • 学会等名
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 歯根膜細胞による歯周組織の恒常性維持機構2023

    • 著者名/発表者名
      岩下瑞穂
    • 学会等名
      大阪大学歯学会第135回例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 歯周組織由来破骨前駆細胞の解析2023

    • 著者名/発表者名
      阪下裕美、岩山智明、松本修治、岩下瑞穂、Phan Bhongsatiern、纐纈友斗、吉田悠作、菊田順一、上中麻希、鎗伸弥、揚村朋弥、石井優、村上伸也
    • 学会等名
      第66回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of periodontal tissue destruction in periodontitis2023

    • 著者名/発表者名
      Iwayama T, Sakashita H, Iwashita M, Matsumoto S, Bhongsatiern P, Yoshida Y, Koketsu Y, Takedachi M, Murakami S
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Bones and Teeth 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 理想的な歯周組織再生に向けた歯根膜幹細胞の理解2023

    • 著者名/発表者名
      岩山智明
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歯根膜一細胞アトラスの構築2022

    • 著者名/発表者名
      岩下 瑞穂, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 松本 修治, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 宮下 和也, 北山 智美, 池上 健太郎, 新保 敬史, 玉井 克人, 竹立 匡秀, 山田 聡, 村上 伸也
    • 学会等名
      第65回春季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リンパ管新生誘導による歯周組織修復促進2022

    • 著者名/発表者名
      松本 修治, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 岩下 瑞穂, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 竹立 匡秀, 村上 伸也
    • 学会等名
      第65回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Sparcl1陽性セメント芽細胞の解析2022

    • 著者名/発表者名
      岩下 瑞穂, 岩山 智明, 冨田 貴和子, 松本 修治, パーン ポンサティアン, 阪下 裕美, 竹立 匡秀, 村上 伸也
    • 学会等名
      第65回秋季日本歯周病学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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