歯周組織細胞を用いた歯周組織再生療法の確立と臨床応用

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17209065
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 石川 烈 東京女子医科大学, 医学部, 客員教授 (10014151)
• 研究分担者: 吉江 弘正 新潟大学, 医歯学系, 教授 (20143787) ; 村上 伸也 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (70239490) ; 栗原 英見 広島大学, 大学院・医歯薬総合研究科, 教授 (40161765) ; 和泉 雄一 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (60159803) ; 西原 達次 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (80192251)
• キーワード: 歯周組織再生 / 細胞移植 / ヒト歯根膜由来細胞 / ヒト骨髄間葉系幹細胞 / 歯肉繊維芽細胞 / 温度応答性培養皿 / 細胞シート / 組織工学

研究概要

本研究では歯周組織由来の細胞を用いてその性質や採取方法を最適化し、また最適な細胞外環境を再構成するために各種マトリックスタンパクの機能を同定し、最終的な臨床応用を実現した。具体的には以下の研究成果を上げた。細胞採取に関して
1.ヒト歯髄細胞を酵素消化法にて採取すると、多分化能を有し、安定した細胞集団を確保出来ることを示した。
2.歯根形成に重要な働きをしているヘルトビッヒ上皮鞘由来細胞の初代培養を行い各種成長因子の影響を検索した。歯周組織由来の細胞外基質に関して
3.骨芽細胞様細胞株を用いてアンドロゲン受容体およびケルセチンが骨シアロタンパク質の転写を促進する機構を明らかにした。
4.歯根膜細胞由来の液性因子が間葉系幹細胞の増殖を刺激することを明らかにした。
5.グリコサミノグリカンが破骨細胞の分化および吸収活性に与える影響を検索した。
6.マウス歯根膜由来細胞株を用いてオステオポンチンの発現機構の解析を行った。
動物実験
7.ラットおよびマウスの骨欠損の治癒にGDF5/I型コラーゲン担体が有効であることを示した。
8.イヌの一壁性骨欠損モデルにおいてBMP2を根面に塗布することが歯周組織再生に有効であることが示唆された。
9.イヌ歯槽骨欠損部への無機ウシ多孔性骨移植材と増殖組織の併用は骨内欠損の治療に有効であることが示唆された。
ヒト臨床応用に向けて
10.厚生労働省告示に準拠した細胞培養センターを構築した。
ヒト臨床応用
11.自家の培養骨膜と多血小板血漿およびハイドロキシアパタイト顆粒を用いた歯周外科手術は歯周組織の再生をより促進させることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Periodontitis may increase the risk of peripheral arterial disease. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chen YW, Umeda M, Nagasawa T, Takeuchi Y, Huang Y, Inoue Y, Iwai T, Izumi Y, Ishikawa I.
  • 雑誌名: Eur J Vasc Endovasc Surg 35(2) ページ: 153-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cementum-periodontal ligament complex regeneration using the cell sheet technique. (2008)
  • 著者名/発表者名: Gomez Flores M, Hasegawa M, Yamato M, Takagi R, Okano T, Ishikawa I.
  • 雑誌名: J Periodontal Res ページ: E-pub
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extended exposure of lipopolysaccharide fraction from Porphyromonas gingivalis facilitates mononuclear cell adhesion to vascular endothelium via Toll-like receptor-2 dependent mechanism. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura N, Yoshida M, Umeda M, Huang Y, Kitajima S, Inoue Y, Ishikawa I, Iwai T.
  • 雑誌名: Atherosclerosis 196(1) ページ: 59-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Treatment of human infrabony periodontal defects by grafting human cultured periosteum sheets with platelet-rich plasma and porous hydroxyapatite granules: Three case reports (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Okuda, K. Yamamiya, T. Kawase, F. Takizawa, H. Mizuno, L. F. Wolff, M. Ueda, H. Yoshie
  • 雑誌名: J Int Acad Periodontol (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue engineered human cultured periosteum sheets with platelet-rich plasma and porous hydroxyapatite graft in treating human periodontal infrabony osseous defects: A comparative controlled clinical study (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamiya, K. Okuda, T. Kawase, K. Hata, L. F. Wolff, M. Yoshie
  • 雑誌名: J Periodontol (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic fibroblast growth factor regulates expression of heparan sulfate in human periodontal ligament cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimabukuro, T. Ichikawa, Y. Terashima, T. Iwayama, H. Oohara, T. Kajikawa, R. Kobayashi, H. Terashima, M. Takedachi, M. Terakura, T. Hashikawa, S. Yamada, S.
  • 雑誌名: Matrix Biol (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Injectable Growth/Differentiation Factor-5/Recombinant Human Collagen Composite induces endochondral ossification via Sox9 Expression and angiogenesis in murine calvariae. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kadomatsu H, Matsuyama T, Yoshimoto T, Negishi Y, Sekiya H, Yamamoto M and Izumi Y
  • 雑誌名: J Periodont Res (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] APl Binding Site is Another Target of FGF2 Regulation of Bone Sialoprotein Gene Transcription. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideki Takai, Shouta Araki, Masaru Mezawa, Dong-Soon Kim, Xinyue Li, Li Yang, Zhengyang Li, Zhitao Wang, Youhei Nakayama and Yorimasa Ogata.
  • 雑誌名: Gene (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteogenic effect of interleukin-11 and synergism with ascorbic acid in human periodontal ligament cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Leon ER, Iwasaki K, Komaki M, Kojima T, Ishikawa I.
  • 雑誌名: J Periodontal Res 42(6) ページ: 527-535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional polymorphisms of the FPR1 gene and aggressive periodontitis in Japanese. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gunji T, Onouchi Y, Nagasawa T, Katagiri S, Watanabe H, Kobayashi H, Arakawa S, Noguchi K, Hata A, Izumi Y, Ishikawa I.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 364(1) ページ: 7-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Er: YAG laser therapy for peri-implant infection: a histological study. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takasaki AA, Aoki A, Mizutani K, Kikuchi S, Oda S, Ishikawa I.
  • 雑誌名: Lasers Med Sci 22(3) ページ: 143-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Internal prostaglandin synthesis augments osteoprotegerin production in human gingival fibroblasts stimulated by lipopolysaccharide. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kiji M, Nagasawa T, Hormdee D, Yashiro R, Kobayashi H, Noguchi K, Nitta H, Izumi Y, Ishikawa I.
  • 雑誌名: Clin Exp Immunol 149(2) ページ: 327-334
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cnot7-null mice exhibit high bone mass phenotype and modulation of BMP actions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Washio-Oikawa K, Nakamura T, Usui M, Yoneda M, Ezura Y, Ishikawa I, Nakashima K, Noda T, Yamamoto T, Noda M.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 22(8) ページ: 1217-1223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Er: YAG laser combined with rhPDGF-BB on attachment of cultured fibroblasts to periodontally involved root surfaces. (2007)
  • 著者名/発表者名: Belal MH, Watanabe H, Ichinose S, Ishikawa I.
  • 雑誌名: J Periodontol 78(7) ページ: 1329-1341
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse effects of c-src deficiency on molar tooth development and eruption in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyata A, Baba O, Oda T, Ishikawa I, Takano Y.
  • 雑誌名: Arch Histol Cytol 70(1) ページ: 63-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] The roles of cyclooxygenase-2 and prostaglandin E2 in periodontal disease. (2007)
  • 著者名/発表者名: Noguchi K, Ishikawa I
  • 雑誌名: Periodontol 2000 43 ページ: 85-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand (RANKL) and osteoprotegerin in periodontal health and disease. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa T, Kiji M, Yashiro R, Hormdee D, Lu H, Kunze M, Suda T, Koshy G, Kobayashi H, Oda S, Nitta H, Ishikawa I.
  • 雑誌名: Periodontol 2000 43 ページ: 65-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Host responses in periodontal diseases: a preview. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa I.
  • 雑誌名: Periodontol 2000 43 ページ: 9-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of functional tissues with cell sheet engineering. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yang J, Yamato M, Shimizu T, Sekine H, Ohashi K, Kanzaki M, Ohki T, Nishida K, Okano T.
  • 雑誌名: Biomaterials 34 ページ: 5033-5043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular control of tissue architectures using a three-dimensional tissue fabrication technique. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Y, Shimizu T, Yamato M, Kikuchi A, Sasagawa T, Sekiya S, Kobayashi J, Chen G, Okano T.
  • 雑誌名: Biomaterials 33 ページ: 4939-4946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic sealing of lung air leaks by the transplantation of tissue engineered cell sheets. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki M, Yamato M, Yang J, Sekine H, Kohno C, Takagi R, Hatakeyama H, Isaka T, Okano T, Onuki T.
  • 雑誌名: Biomaterials 29 ページ: 4294-4302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineering functional two-and three-dimensional liversystems in vivo using hepatic tissue sheets. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohashi K, Yokoyama T, Yamato M, Kuge H, Kanehiro H, Tsutsumi M, Amanuma T, Iwata H, Yang J, Okano T, Nakajima Y.
  • 雑誌名: Nat Med 7 ページ: 880-885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracellular ATP and ATPgS suppress the proliferation of human periodontal ligament cells by different mechanisms (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kawase, K. Okuda, H. Yoshie
  • 雑誌名: J Periodontol 78(4) ページ: 748-756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of marker genes distinguishing human periodontal ligament cells from human mesenchymal stem cells and human gingival fibroblasts (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujita, T., Iwata, T., Shiba, H., Igarashi, A., Hirata, R., Takeda, K., Mizuno, N., Tsuji, K., Kawaguchi, H., Kato, Y. and Kurihara, H.
  • 雑誌名: J Periodontal Res 42 ページ: 283-286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selection of common markers for bone marrow stromal cells from various bones using real-time RT-PCR: Effects of passage number and donor age (2007)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, A. Segoshi, K. Sakai, Y. Pan, H. Kanawa, M. Higashi, Y. Sugiyama, M. Nakamura, K. Kurihara, H. Yamaguchi, S. Tsuji, K. Kawamoto, T. and Kato, Y.
  • 雑誌名: Tissue Engineering 13 ページ: 2405-2413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Favorable periodontal healing of 1-wall infrabony defects after application of calcium phosphate cement wall alone or in combination with enamel matrix derivative: a pilot study with canine mandibles. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shirakata Y, Yoshimoto T, Goto H, Yonamine Y, Kadomatsu H, Miyamoto M, Nakamura T, Hayashi C, Izumi Y
  • 雑誌名: J Periodontol 78(5) ページ: 889-898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Injectable calcium phosphate bone cement grafting and open flap debridement in periodontal intrabony defects: A randomized clinical trial. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shirakata Y, Setoguchi T, Machigashira M, Matsuyama T, Furuichi Y, Hasegawa K, Yoshimoto T, Izumi Y.
  • 雑誌名: J Periodontol 79(1) ページ: 25-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Quercetin and Quercetin 3-Glucuronide on the Expression of Bone Sialoprotein Gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Dong-Soon Kim, Hideki Takai, Masato Arai, Shouta Araki, Masaru Mezawa, Yoshichika Kawai, Kaeko Murota, Junji Terao and Yorimasa Ogata.
  • 雑誌名: J Cell Biochem 101 ページ: 790-800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dermatan sulfate inhibits osteoclast formation by binding to receptor activator of NF-kB ligand. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinmyouzu, K., T. Takahashi, W. Ariyoshi, H. Ichimiya, S. Kanzaki, T. Nishihara
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 354 ページ: 447-452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical stress-mediated Runx2 activation is dependent on Ras/Erk1/2 MAPK signaling pathways in osteoblasts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanno, T., T. Takahashi, T. Tsujisawa, W.Ariyoshi, T. Nishihara
  • 雑誌名: J Cell Biochem 101 ページ: 1266-1277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effectiveness of proliferating tissues in combination with bovine-derived xenografts to intrabony defects of alveolarbone in dogs. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujinami K, Yamamoto S, OtaM, Shibukawa Y, Yamada S.
  • 雑誌名: Biomed Res 28(2) ページ: 107-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1壁性骨欠損における歯根象牙質表面へのBMP-2塗布による歯周組織再生効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤昭人, 宮治裕史, 菅谷勉, 川浪雅光
  • 雑誌名: 日本歯周病学会会誌 49 ページ: 296-304
  • 査読あり
• [学会発表] Subcutaneous Transplantation of Tissue Engineered Construction of Human Periodontal Ligament cell sheets and Dentin Blocks (2007)
  • 著者名/発表者名: Reiko Yashiro, Mara Gomez Flores, Noriko Kawakatsu, Takanori Iwata, Masayuki Yamato, Teruo Okano and Isao Ishikawa.
  • 学会等名: AAP(American Academy of Periodontology)
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 20071027-30
• [学会発表] Mineralized Characteristics of Human Periodontal Cell Sheet in a temperature-responsive dish. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu N, Gomez Flores M, Yashiro R, Kosaka S, Iwata T, Yamato M, Okano T, Ishikawa I.
  • 学会等名: AAP(American Academy of Periodontology)
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 20071027-30
• [学会発表] Periodontal Regeneration by Application of Human Periodontal Cell Sheet in an Athymic Rat Model: A Pilot Study (2007)
  • 著者名/発表者名: Mara Gomez Flores, Masayuki Yamato, Teruo Okano and Isao Ishikawa.
  • 学会等名: AAP(American Academy of Periodontology)
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 20071027-30
• [学会発表] Production and Bioactivity of Recombinant Enamel proteins (2007)
  • 著者名/発表者名: Takanori Iwata, Jan CC Hu, Yasuo Yamakoshi, James PSimmer, Masayuki Yamato, Teruo Okano and Isao Ishikawa.
  • 学会等名: APSP(7th Asian Pacific Society of Periodontology Meeting)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20070921-22
• [学会発表] Application oh Human Periodontal cell Sheet for Periodontal Regeneration in an Athymic Rat Model: A Pilot Study. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yashiro R, Gomez Flores M, Kawakatsu N, Iwata T, Yamato M, Okano T, Ishikawa I
  • 学会等名: APSP(7th Asian Pacific Society of Periodontology Meeting)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20070921-22
• [学会発表] Mineralized Characteristics of Human Periodontal Cell sheet in a temperature-responsive dish. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu N, Gomez Flores M, Yashiro R, Kosaka S, Iwata T, Yamato M, Okano T, Ishikawa I.
  • 学会等名: APSP(7th Asian Pacific Society of Periodontology Meeting)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20070921-22
• [学会発表] Human Periodontal Ligament Cell Sheet Labeled with Nanogel-Quantam Dot Hybrid Particles Transplanted in Athymic Rat Model. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gomez Flores M, Yashiro R, Fukui T, Kawakatsu N, Iwato T, Yamato M, Okano T, Ishikawa I.
  • 学会等名: APSP(7th Asian Pacific Society of Periodontology Meeting)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20070921-22
• [学会発表] ブタ歯根膜および歯髄の成長因子について (2007)
  • 著者名/発表者名: 松島 友二、唐木田 丈夫、五味 一博、深江 允、新井 高、大井田 新一郎
  • 学会等名: 第49回日本歯科基礎医学会
  • 発表場所: 北海道大学、クラーク会館
  • 年月日: 20070830-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラット歯髄細胞(RPC-C2A)の内在性TGF-β1活性がその細胞分子に及ぼす影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石尾 登子、五味 一博、深江 允、新井 高、大井田 新一郎
  • 学会等名: 第49回日本歯科基礎医学会
  • 発表場所: 北海道大学、クラーク会館
  • 年月日: 20070830-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 2壁性欠損部に海草由来骨移植材(C-GRAFT)を用いた歯周組織の再生 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中西 伸介, 太田 幹夫, 片山 明彦, 山本 茂樹, 大井 陽生, 関谷 栄, 渋川 義宏, 山田 了
  • 学会等名: 第50回春季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 20070518-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 塩基性線維芽細胞増殖因子(b-FGF)のイヌの歯槽骨欠損部の治癒に及ぼす影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大井 陽生, 太田 幹夫, 片山 明彦, 山本 茂樹, 村野 嘉則, 藤波 弘州, 藤田 貴久, 中西 伸介, 田中 公文, 山田 了
  • 学会等名: 第50回春季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 20070518-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Recombinant Human Collagen/Recombinant human GDF-5を用いたマウス頭蓋骨における骨形成効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 門松 秀司, 松山 孝司, 吉元 剛彦, 山本 松男, 和泉 雄一
  • 学会等名: 第50回春季日本歯周病学会学術大会
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 20070517-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 1壁性骨欠損においてBMP-2の根面塗布は歯周組織再生を高める (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤 昭人, 宮治 裕史, 石塚 良介, 得永 佳介, 井上 加菜, 菅谷 勉, 川浪 雅光
  • 学会等名: 第127回日本歯科保存学会秋季学術大会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター
  • 年月日: 2007-11-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 骨髄間葉系幹細胞移植による歯周組織再生の臨床研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 栗原 英見
  • 学会等名: 日本歯周病学会50周年記念大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Proceedings of the 1st International Workshop of Evidence Based Dentistry on Lasers in Dentistry 1版 (分担表題) Laser Dentistry in Periodontics (2007)
  • 著者名/発表者名: Norbert Gutknecht 編
  • 総ページ数: 115-128
  • 出版者: Quintessence publishing
• [図書] Preventive Periodontology 1版(分担表題)歯周病と骨粗鬆症{第3章-9}(分担表題)診断と治療計画{第5章2-(4)} (2007)
  • 著者名/発表者名: 鴨井 久一、花田 信弘、佐藤 勉、野村 義明 編(共著者)石川 烈
  • 総ページ数: 111-114 212-218
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 臨床歯周病学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 河口浩之、栗原英見
  • 総ページ数: 286-293
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 再生医療に用いられる細胞・再生組織の評価と安全性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 河口浩之、栗原英見
  • 総ページ数: 165-174
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 臨床歯周病学 第2編 ベーシック編 -基礎知識-第2章 歯周病の分類 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川 烈、野口 和行、島内 英俊
  • 総ページ数: 158-169
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 臨床歯周病学 第3編 アドバンス編 -専門的な歯周治療- 第6章 レーザー治療 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川 烈、渡辺 久
  • 総ページ数: 294-301
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 歯周病と7つの病気 第2章 免疫・アレルギー疾患 自己免疫・皮膚疾患 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 久
  • 総ページ数: 116-128
  • 出版者: 永末書店