微小環境構築による乳歯歯髄幹細胞(SHED)の動態制御と口蓋裂骨再生治療への応用

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K11788
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 谷本 幸太郎 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (20322240)
• 研究分担者: 杉山 勝 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (70187681) ; 加藤 功一 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (50283875) ; 國松 亮 広島大学, 病院(歯), 講師 (40580915)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 乳歯歯髄幹細胞由来間葉系幹細胞 / 骨再生

研究実績の概要

本研究の全体構想は、再生医療における細胞の供給源として、高い増殖能および多分化能を有し、歯科治療で比較的容易に入手可能な乳歯歯髄幹細胞由来 間葉系幹細胞(SHED)の有効性を明らかにし、口腔および顎顔面領域の骨再生医療に応用することを目指した検討を行うことであった。
平成28年度では、SHEDの骨再生関連特性の検討を目的とした、骨髄由来間葉系幹細胞(BMSCs)や歯髄由来間葉系幹細胞(DPSCs)との比較検討の結果、いずれも同等の骨分化能を有していることが明らかとなった。
平成29年度では、再生組織の微小環境の変化を明らかにするため、BALB/c-nuマウス骨欠損部へのSHED/CAP担体移植を行った。μCTによる評価では、SHED移植群では対照群と比 較して有意な骨再生が認められ、BMSCs群、DPSCs群に比較してより高い骨再生傾向が認められた。
平成30年度では、動物実験による検討を継続して行った。BALB/c-nuマウス骨欠損部へのSHED/CAP担体移植後、蛍光標識したMSCsをラット血管へ投与したところ、MSCsの移植部への集積が明らかとなった。さらに、経時的検討を行ったところ、蛍光標識MSCsは、移植後１５日で移植直後に比較して約３０％にまで減少することが明らかとなった。また、再生骨体積率は、SHED 群、hDPSCs 群、hBMSCs 群、対照群の順に大きな 値を示した。細胞を移植した 3 群と対照群との間にはそれぞれ有意差は認 められたが、3 群間には有意差は認められなかった。
SHED の高い増殖能と骨再生能が明らかとなり、骨再生治療に有用であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Differentiation of mouse-induced pluripotent stem cells into dental epithelial-like cells in the absence of added serum (2019)
  • 著者名/発表者名: Abdullah AN, Miyauchi S, Onishi A, Tanimoto K, Kato K.
  • 雑誌名: In Vitro Cell Dev Biol Anim. 巻: 55(2) ページ: 130-137
  • DOI: 10.1007/s11626-019-00320-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of mesenchymal stem cells on osteoclast precursor cell differentiation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Sumi K, Kunimatsu R, Oki N, Tsuka Y, Nakajima K, Ando K, Tanimoto K.
  • 雑誌名: J Oral Sci. 巻: 61(1) ページ: 30-35
  • DOI: 10.2334/josnusd.17-0315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Human Full-length Amelogenin and C-terminal Amelogenin Peptide on the Proliferation of Human Mesenchymal Stem Cells Derived from Adipose Tissue. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ando K, Kunimatsu R, Awada T, Yoshimi Y, Tsuka Y, Sumi K, Horie K, Abe T, Nakajima K, Tanimoto K.
  • 雑誌名: Curr Pharm Des. 巻: 24(25) ページ: 2993-3001
  • DOI: 10.2174/1381612824666180816093227
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic imaging of the effect of mesenchymal stem cells on osteoclast precursor cell chemotaxis for bone defects in the mouse skull (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Sumi K, Kunimatsu R, Oki N, Tsuka Y, Nakajima K, Tanimoto K.
  • 雑誌名: J Dent Sci. 巻: 13(4) ページ: 354-359
  • DOI: 10.1016/j.jds.2018.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of mesenchymal stem cells on chemotaxis of osteoclast precursor cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Sumi K, Abe T, Kunimatsu R, Oki N, Tsuka Y, Awada T, Nakajima K, Ando K, Tanimoto K.
  • 雑誌名: J Oral Sci. 巻: 60(2) ページ: 221-225
  • DOI: 10.2334/josnusd.17-0187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative characterization of stem cells from human exfoliated deciduous teeth, dental pulp, and bone marrow-derived mesenchymal stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunimatsu R, Nakajima K, Awada T, Tsuka Y, Abe T, Ando K, Hiraki T, Kimura A, Tanimoto K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 501(1) ページ: 193-198.
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.213.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the bone regeneration ability between stem cells from human exfoliated deciduous teeth, human dental pulp stem cells and human bone marrow mesenchymal stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Kunimatsu R, Ando K, Ando T, Hayashi Y, Kihara T, Hiraki T, Tsuka Y, Abe T, Kaku M, Nikawa H, Takata T, Tanne K, Tanimoto K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 497(3) ページ: 876-882
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.156
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C-terminus of the amelogenin peptide influences the proliferation of human bone marrow mesenchymal stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunimatsu R, Awada T, Yoshimi Y, Ando K, Hirose N, Tanne Y, Sumi K, Tanimoto K
  • 雑誌名: J Periodontol 巻: 89(4) ページ: 496-505
  • DOI: 10.1002/JPER.17-0087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative characterization of stem cells from human exfoliated deciduous teeth, dental pulp, and bone marrow-derived mesenchymal stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunimatsu R, Nakajima K, Awada T, Tsuka Y, Abe T, Ando K, Hiraki T, Kimura A, Tanimoto K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 501(1) ページ: 193-198
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.04.213
  • 査読あり
• [学会発表] The C-terminus of the amelogenin peptide influences the proliferation of human bone marrow mesenchymal stem cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Awada T., Kunimatsu R., Tsuka Y., Tanimoto K.
  • 学会等名: 2018 Taiwan International Orthodontic Forum
  • 国際学会
• [学会発表] 人工多能性幹細胞から誘導される神経前駆細胞を効率よく増幅するための培養基材の設計 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山内優佳, 平田伊佐雄, 谷本幸太郎, 加藤功一
  • 学会等名: 第 40 回バイオマテリアル学会
• [学会発表] 上皮成長因子がマウス人工多能性細胞から口腔上皮細胞様細胞への分化に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大 西梓, Aimi Naim Abudullah, 谷本幸太郎, 加藤功一
  • 学会等名: 第 5 回 国際組織工学・再生医療学会世 界会議
  • 国際学会