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2017 年度 実施状況報告書

遺伝子治療を併用したフルオロアパタイトによる新しい歯髄保護療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K11539
研究機関東北大学

研究代表者

天雲 太一  東北大学, 歯学研究科, 助教 (80451425)

研究分担者 高橋 正敏  東北大学, 歯学研究科, 助教 (50400255)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード遺伝子導入 / リン酸カルシウム / ナノ粒子
研究実績の概要

本研究の目的は、炎症を抑制する遺伝子治療と、結晶配列を統一させたバイオミメティクなフルオロアパタイトの形成を組み合わせた新しい歯髄保護療法を開発することである。H28年度の結果をもとにリン酸カルシウムナノ粒子を基盤としたより効率的な遺伝子導入剤を開発検証したところ、ナノ粒子最外層にオクタアルギニンもしくはプロタミンを付与することで、細胞毒性が低いまま、遺伝子導入効率が上昇することが分かった。次いで、細胞種によって導入効率が異なることから、開発した遺伝子導入剤の細胞内導入経路を検証したところ、細胞の種類によって導入経路が異なることが明らかとなった。一方、最外層にオクタアルギニンを付与した遺伝子導入剤をアミロライドで前処理した場合、骨系細胞に対してさらに高い遺伝子導入効率を示した。そこで、細胞内のpHを検証したところ、骨系細胞ではアミロライド処置前後でのpH値の変動が少ないことが分かった。この成果について、国際専門学術雑誌にて公表を行った。また、BMP-2発現plasmidを含有したリン酸カルシウムナノ粒子をハイドロキシアパタイトーコラーゲンscaffoldに配合し、生体内での遺伝子導入効果及びBMP-2徐放性について検証した。現在、その成果を国際専門学術雑誌に投稿中である。一方、フルオロアパタイトの溶解性を検討したところ、人工唾液中で拡散することから単独での使用は不可能と考え、従来のセメントに混合し、溶解性、セメントの機械的強度について検討している。

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

効率的な遺伝子導入剤の開発が進み、特許申請および論文公開のための追加実験など当初予定していた以外の実験を追加した。また、この結果から予定していた一部実験を変更するなどして実験を行っている。

今後の研究の推進方策

作製した数種類のフルオロアパタイト含有セメントの機械的強度から至適セメントを求める。その後、ラット臼歯部窩洞に精製したリン酸カルシウムナノベクターならびにフルオロアパタイトを適用し、in vivoにおける歯髄反応を組織学的、分子生物学的に比較検証する。さらに、複数の抗炎症作用を持つsiRNAや成長因子をリン酸カルシウムナノベクターに付与することで、作製材料の抗炎症作用、硬組織誘導作用について検証する。得られた結果については、国際専門学術雑誌に投稿を予定している。

次年度使用額が生じた理由

英文校正の文字数が減少したため、予定していた英文校正額よりも請求額が少なかったため、次年度への繰り越しとなった。繰り越した額は実験で使用する消耗品の購入に当てる予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Duisburg-Essen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Duisburg-Essen
  • [雑誌論文] Amiloride-enhanced gene transfection of octa-arginine functionalized calcium phosphate nanoparticles.2017

    • 著者名/発表者名
      Vanegas Saenz JR, Tenkumo T, Kamano Y, Egusa H, Sasaki K.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 16 ページ: e0188347

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0188347. eCollection 2017.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Gene Transfection In Vivo with Bone Morphogenetic Protein-2 encoding DNA-Functionalized Calcium Phosphate Nanoparticle-Loaded Collagen Scaffolds2018

    • 著者名/発表者名
      Taichi Tenkumo, Vanegas Saenz JR, Keisuke Nakamura, Yoshinaka Shimuzu, Viktoriya Sokolova,Matthias Epple, Yuya Kamano, Hiroshi Egusa, Tsutomu Sugaya, Keiichi Sasaki.
    • 学会等名
      International Symposium for Multimodal Research and Education in IOHS-Liaison 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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