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2017 年度 実績報告書

ヒト多能性幹細胞由来神経堤細胞を用いた歯科用新素材の安全性評価系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05535
研究機関国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所

研究代表者

古江 美保  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヒト幹細胞応用開発室, 招へいプロジェクトリーダー (80257310)

研究分担者 菅 三佳 (岸本三佳)  京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (00340448)
二川 浩樹  広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (10228140)
福田 隆之  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヒト幹細胞応用開発室, 特任研究員 (20708771)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード神経堤 / 歯科材料 / in vitro 毒性評価 / ヒト多能性幹細胞 / 動物代替法
研究実績の概要

口蓋裂は、顎顔面領域でもっとも頻度の高い先天異常のひとつである。病因は解明されていないが、妊娠時服用薬剤による影響もそのひとつであると考えられている。広く利用されている実験動物による薬剤毒性予測では種差や系統差が大きく、現状での予測は難しい。近年、様々な歯科材料が開発されており、歯科材料が口蓋裂の原因となるようなことがあってはならない。これまで発生時期ヒト由来細胞を入手することは困難であったが、申請者らはヒトiPS 細胞から神経堤細胞の誘導に成功した。そこで、「歯科用新素材の頭部領域形態形成異常への影響の評価」を目標として、ヒトiPS細胞由来頭部神経堤細胞を用いたin vitro 発生毒性評価系(NCC-based-assay)を構築することを本研究の目的とする。前年度に引き続き、新規歯科材料の毒性/安全性を検証するためのアッセイ系の改良を行った。ヒトiPS 細胞株からの頭部神経堤細胞誘導、NCC-based-assay に適した培地組成の改良、NCC-based-assay に適した培養器材の改良を行った。さらに、ヒトにおいて妊娠時服用による口蓋裂が報告されている薬剤の体内動態ならびに予測毒性の報告を確認し、構築したNCC-based-assayの改良を進めた。
次に、歯科用素材について、構築改良したNCC-based-assayを用いるため、歯科用素材に含まれる各成分について、どのように添加するかを検討した。また、各成分をNCC-based-assay の培地に添加する方法(濃度 、時間、回 を含む)を検討した。

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

iPS細胞由来頭部神経堤細胞とコントロール細胞の培養条件が異なることから、コントロール細胞の培養条件を検討する必要があることが判明し、検討を行う予定である。また、当初、医薬基盤健康栄養研を中心として実験を進める予定であったが、研究者の転出・転入等があり、先行研究を行っていた広島大学を中心として実験を進め、研究統括、考察を医薬基盤健康栄養研で行うこととなった。

今後の研究の推進方策

今年度は、iPS細胞由来頭部神経堤細胞のコントロールとして線維芽細胞を用いたアッセイ系を策定する。本来はコントロール実験から設定するべきであるが、iPS細胞由来神経堤細胞によるアッセイ系を確立できることを確認することを優先させた。従来はマウス3T3細胞を用いられているが、コントロールとはいえ種差が異なることによる影響を加味できない。そこで、神経堤細胞を分化誘導したドナー細胞であるヒト由来線維芽細胞をコントロールとして使用できるかどうかを確認する。また、歯科用素材に含まれる成分の毒性の影響を、iPS細胞由来頭部神経堤細胞と比較する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (2件) 図書 (2件)

  • [学会発表] ヒト多能性幹細胞の培養における増殖因子の生理活性測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      菅三佳、平井雅子、上田直子、劉有容、中野貴子、福田隆之、末盛博文、古江美保
    • 学会等名
      日本組織培養学会第90 回大会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来頭部神経堤様細胞を用いたin vitro発生毒性試験法の構築に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      菅 三佳、三村 純代、劉 有容、中野 貴子、二川 浩樹、古江美保
    • 学会等名
      日本動物実験代替法第30回大会
  • [図書] Neural crest cells models of development and toxicity Developmental Toxicology: Methods and Protocols, Second Edition, book edited by Louise Winn2018

    • 著者名/発表者名
      Suga M., Furue, KM.
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Springer Science+Business Media New York
  • [図書] ヒト多能性幹細胞の培養における増殖因子の生物活性の測定 (動物細胞培養における分離・精製手法と自動化技術)2018

    • 著者名/発表者名
      菅三佳、古江美保
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2018-12-17  

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