強力な骨形成タンパクBMP－９と脂肪組織由来細胞を活用した新規再生療法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05036
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 野口 和行 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90218298)
• 研究分担者: 白方 良典 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (60359982) ; 中村 利明 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 講師 (60381183) ; 瀬名 浩太郎 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60701117) ; 迫田 賢二 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (70419654)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: DFAT / BMP-9 / 歯周病 / 骨組織再生 / 歯周組織再生 / 細胞移植 / 培養上清 / 再生療法

研究実績の概要

現在行われている歯周組織の再生療法やインプラント治療時の顎骨の骨造成には、適応症の限界、自家骨・他家骨移植に伴う問題、さらに組織再生量の限界など、様々な問題が残されており、重度の歯周組織または顎骨欠損に対し応用可能な安全で効率的な再生療法の開発が求められている。これらの問題点を解決するために細胞移植療法の開発研究が進められているが、組織再生に有効な成長因子と倫理的問題を克服し、かつ比較的容易に採取可能である自家細胞を用いた移植を適切に選択することが極めて重要と考えられる。本研究では、細胞へのシグナル分子としてBMP-9とFK506を併用し、細胞移植のソースとして、脂肪組織に由来する幹細胞（ADSC）および脱分化脂肪細胞(De-differentiated fat cells:DFAT)に着目し、歯周組織再生および顎骨再生へ新規治療法の開発を目的としている。
ヒト歯根膜線維芽細胞を用いて、BMP-9に対する骨分化およびSDF-1産生におけるPI3K/Akt経路の関与を検討した。現在までにALP活性、骨関連因子(ID-1, Runx2, Osterix, Osteopontin, Bone sialoprotein)発現により、BMP-9による亢進、LY294002添加による抑制が確認された。またELISA法によりBMP-9によるSDF-1タンパク産生亢進、LY添加による抑制、Western blot法によりBMP-9によるAktのリン酸化の亢進を確認した。

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

当初の計画通り、概ね順調に遂行されている。

今後の研究の推進方策

ラット頭蓋骨欠損モデルを用いたin vivo実験系によるBMP-9とFK506の組み合わせにおける骨形成能の放射線学的・組織学的解析

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of the effects of recombinant human bone morphogenetic protein-2 and -9 on bone formation in rat calvarial critical-size defects. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Shirakata Y, Shinohara Y, Miron RJ, Hasegawa-Nakamura K, Fujioka-Kobayashi M, Noguchi K.
  • 雑誌名: Clin Oral Investig. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00784-017-2069-3.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Involvement of PI3K/Akt signaling pathway in BMP9-stimulated osteogenic differentiation and SDF-1 production in human periodontal ligament fibroblasts (2017)
  • 著者名/発表者名: Furue K, Sena K, Sakoda K, Nakamura T, Noguchi K.
  • 雑誌名: Eur J Oral Sci. 巻: 125（2） ページ: 119－126
  • DOI: 10.1111/eos.12336.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of EMD liquid (Osteogain) on periodontal healing in class III furcation defects in monkeys. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shirakata Y, Miron RJ, Nakamura T, Sena K, Shinohara Y, Horai N, Bosshardt DD, Noguchi K, Sculean A.
  • 雑誌名: J Clin Periodontol. 巻: 44（3） ページ: 298－307
  • DOI: 10.1111/jcpe.12663.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Osteogenic potential of recombinant human bone morphogenetic protein-9/absorbable collagen sponge (rhBMP-9/ACS) in rat critical size calvarial defects.，Clinical Oral Investigations (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Shirakata Y, Shinohara Y, Miron RJ, Furue K, Noguchi K.
  • 雑誌名: Clin Oral Investig. 巻: 21 （5） ページ: 1659ー1665
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prevalence and risk factors for peri-implant diseases in Japanese adult dental patients. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ogata Y, Nakayama Y, Tatsumi J, Kubota T, Sato S, Nishida T, Takeuchi Y, Onitsuka T, Sakagami R, Nozaki T, Murakami S, Matsubara N, Tanaka M, Yoshino T, Ota J, Nakagawa T, Ishihara Y, Ito T, Saito A, Yamaki K, Matsuzaki E, Hidaka T, Sasaki D, Yaegashi T, Yasuda T, Shibutani T, Noguchi K他
  • 雑誌名: J Oral Sci. 巻: 31；59（1） ページ: 1－11
  • DOI: 10.2334/josnusd.16-0027.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Two-Component Systems Involved in Susceptibility to Nisin A in Streptococcus pyogenes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawada-Matsuo M, Tatsuno I, Arii K, Zendo T, Oogai Y, Noguchi K, Hasegawa T, Sonomoto K, Komatsuzawa H.
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol. 巻: 16；82（19） ページ: 5930－5939
  • DOI: 10.1128/AEM.01897-16.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Bone healing capabilities of recombinant human bone morphogenetic protein-9 (rhBMP-9) with a chitosan or collagen carrier in rat calvarial defects. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Y, Nakamura T, Shirakata Y, Noguchi K.
  • 雑誌名: Dent Mater J. 巻: 35（3） ページ: 454－460
  • DOI: 10.4012/dmj.2015-242.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recombinant human bone morphogenetic protein-9 potently induces osteogenic differentiation of human periodontal ligament fibroblasts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fuchigami S, Nakamura T, Furue K, Sena K, Shinohara Y, Noguchi K.
  • 雑誌名: Eur J Oral Sci. 巻: 124（2） ページ: 806－814
  • DOI: 10.1111/eos.12249.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Randomized Placebo-Controlled and Controlled Non-Inferiority Phase III Trials Comparing Trafermin, a Recombinant Human Fibroblast Growth Factor 2, and Enamel Matrix Derivative in Periodontal Regeneration in Intrabony Defects. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitamura M, Akamatsu M, Kawanami M, Furuichi Y, Fujii T, Mori M, Kunimatsu K, Shimauchi H, Ogata Y, Yamamoto M, Nakagawa T, Sato S, Ito K, Ogasawara T, Izumi Y, Gomi K, Yamazaki K, Yoshie H, Fukuda M, Noguchi T, Takashiba S, Kurihara H, Nagata T, Hamachi T, Maeda K, Yokota M, Sakagami R, Hara Y, Noguchi K他
  • 雑誌名: J Bone Miner Res. 巻: 31（4） ページ: 806－814
  • DOI: 10.1002/jbmr.2738.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Healing of two-wall intrabony defects following treatment with a novel enamel matrix derivative formulation (Osteogain). A preclinical study in non-human primates (2016)
  • 著者名/発表者名: Y Shirakata, T Nakamura, RJ Miron, Y Shinohara, K Sena, K Noguchi, A Sculean
  • 学会等名: 2nd International Symposium Regeneration and Esthetics in Periodontology and Implant Dentistry
  • 発表場所: Bern（Switzerland）
  • 年月日: 2016-11-18 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] サル２壁性骨欠損における新規エナメルマトリックスデリバティブ（Osteogain）による歯周組織再生効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白方良典、篠原敬哉、瀬名浩太郎、中村利明、野口和行
  • 学会等名: 平成28年度日本歯周病学会九州五大学・日本臨床歯周病学会九州支部合同研修会
  • 発表場所: 長崎県歯科医師会館（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2016-11-06 – 2016-11-06
• [学会発表] Bone morphogenetic protein 9 (BMP9)の歯根膜由来線維芽細胞の機能への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古江きらら、瀬名こうたろう、中村利明、迫田賢二、野口和行
  • 学会等名: 平成28年度日本歯周病学会九州五大学・日本臨床歯周病学会九州支部合同研修会
  • 発表場所: 長崎県歯科医師会館（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2016-11-06 – 2016-11-06
• [学会発表] 歯周基本治療のための新たな教育用模型の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 町頭三保、中村利明、白方良典、中村梢、迫田賢二、瀬名浩太郎、篠原敬哉、橋口千琴、田口洋一郎、梅田誠、野口和行
  • 学会等名: 第59回秋季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-10-07 – 2016-10-08
• [学会発表] IL-1βはヒト歯根膜由来細胞のbone morphogenetic protein-9による骨芽細胞様分化を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 江部由佳梨、中村利明、中村梢、野口和行
  • 学会等名: 第59回秋季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-10-07 – 2016-10-08
• [学会発表] サル根岐部病変Ⅲ度に対するOsteogainと吸収性コラーゲンスポンジを用いた歯周組織再生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白方良典、瀬名浩太郎、中村利明、篠原敬哉、寳来直人、野口和行
  • 学会等名: 第59回秋季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-10-07 – 2016-10-08
• [学会発表] ラット頭蓋骨欠損におけるrhBMP-9 とrhBMP-2 の骨形成効果に対する比較研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村利明、白方良典、野口和行
  • 学会等名: 第46回公益社団法人日本口腔インプラント学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-18
• [学会発表] Regenerative effect of Osteogain in class Ⅲ furcations (2016)
  • 著者名/発表者名: Y Shirakata, RJ Miron, T Nakamura, K Sena, Y Shinohara, DD Bosshardt, K Noguchi, A Sculean
  • 学会等名: The 46th Annual Meeting of the Swiss Society of Periodontology
  • 発表場所: Bern（Switzerland）
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] 尋常性天疱瘡による剥離性歯肉病変の一症例 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堂満愛弓、中村利明、野口和行
  • 学会等名: 第59回春季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [学会発表] Recombinant human bone morphogenetic protein-9/コラーゲン担体がラット頭蓋骨欠損の骨形成に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠原敬哉、中村利明、白方良典、古江きらら、野口和行
  • 学会等名: 第59回春季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-21