細胞極性化による細胞分化メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 24K20084
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 日浦 秀暢 九州大学, 歯学研究院, 助教 (30984075)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 歯 / エナメル芽細胞 / 分化 / 細胞極性

研究開始時の研究の概要

細胞極性は、細胞が方向性を持った細胞機能を発揮するために必要な機構であるが、様々な細胞に共通して存在すると予測される極性化制御因子は未だ発見されていない。これまでの研究で、破骨細胞の膜表面分子に着目し、骨リモデリングにおける石灰化調節機構の解明を行ってき た。本研究では、細胞外マトリックスを認識して特徴的な極性化を示す細胞の極性化制御機構に着目し、それぞれの細胞の極性化誘導モデルを用いることで、極性化に共通して発現する機能分子のスクリーニングを行い、極性化制御因子の同定および機能解明を目的とすして研究を行う。

研究実績の概要

細胞は細胞外環境からの情報をもとに極性化が行われ、方向性を持った細胞機能を発揮すると考えられるが、様々な細胞に共通して存在すると予測される極性化制御因子は未だ発見されていない。本研究では、細胞外マトリックスを認識して特徴的な極性化を示すと考えられるエナメル芽細胞の極性化制御機構に着目し、極性化誘導モデルを用いることで、極性化に共通して発現する機能分子のスクリーニングを行い、極性化制御因子の同定および機能解明を目的として、研究を開始した。
本年度は主に、歯原性上皮細胞をモデルとして、細胞極性化を誘導する3次元培養システムの検討を行った。エナメル芽細胞はその分化過程において、丸みを帯びた幹細胞から、立方状の形態へと形態変化を起こし、方向性を持ったエナメルマトリックスの分泌を行うことが知られている。そこで、これまでに樹立した歯原性上皮細胞株を用いて、細胞の極性化を誘導する方法の検討を行った。基底膜により上下方向が規定されていることが予想されたため、歯の発生時期に発現するlamininを培養皿にコーティングし、分化誘導を行ったところ、細胞が敷石上に変化し、細胞極性マーカーであるZo-1が頂端側へ配列することを認めた。この結果は、基底膜による一方向からの刺激が、細胞の極性の決定に重要な役割を果たしており、細胞分化に影響を与えている可能性が考えられた。今後は、細胞極性と細胞分化の影響について、解明していく予定である。

現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

細胞の極性化を誘導を可能とする培養システムの構築を行った。

今後の研究の推進方策

細胞極性化を誘導するモデルを用いて、極性化に関わる因子のスクリーニングを行い、細胞分化メカニズムの解明を図る。