歯胚移植を応用した歯根膜静的幹細胞の恒常性維持機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K11953
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 大島 邦子 新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (80213693)
• 研究分担者: 大島 勇人 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70251824) ; 早崎 治明 新潟大学, 医歯学系, 教授 (60238095)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 歯胚移植 / 幹細胞 / 歯根膜 / GFP / TetOP-GFP / BrdU

研究実績の概要

本研究は、マウスを用いた歯胚移植実験を行い、移植後のドナー・レシピエント相互作用における歯根膜幹細胞の動態を検証し、その維持・分化機構の解明を目的とした。
胎生期14.5日に母獣にドキシサイクリンを投与することにより(胎生期ラベリング法）、非対称分裂をする幹細胞／前駆細胞をラベルし（ラベル細胞）、深麻酔下で胎生15日齢～生後1日齢のラベルB6マウス下顎第一臼歯の歯胚を摘出後、歯根形成期の生後2週齢の非ラベルB6マウス上顎第一臼歯抜歯窩へと移植した。3日～16週間後にアルデヒド系固定液で灌流固定し、μCT解析、EDTA脱灰後、パラフィン切片を作製し、抗GFP、抗Gli1、抗ネスチン、抗ペリオスチン抗体を用いた免疫染色を行い光顕で観察した。さらに、全ての細胞がGFPを発現するGFPトランスジェニックマウスをドナーまたはホストとした歯胚移植後の治癒過程も合わせて検索した。
歯胚移植の結果はネスチン免疫組織化学と歯根形成により4つのタイプに分けられた：象牙芽細胞未分化／歯根未形成（-/-）群、象牙芽細胞分化／歯根未形成（N/-）群、象牙芽細胞未分化／歯根形成（-/R）群、象牙芽細胞分化／歯根形成（N/R）群は、それぞれ34.1％、29.5％、12.5％、25.0％であり、胎生18日齢の歯胚を用いた際に良好な予後が得られた。
歯胚の発育方向にはバリエーションがあり、術後2週に萌出を完了していない標本もあったが、歯冠および歯根形成が正常に進行した標本も見られた。
quiescentな幹細胞と考えられるGFP強陽性細胞は歯髄中央部ならびに象牙芽細胞下層に維持されており、象牙芽細胞への分化も確認された。一方、歯周組織にはGFP強陽性細胞は認められなかった。以上より、通常の歯の発生過程で維持されるGFP強陽性歯根膜幹細胞は、歯胚移植では維持されない可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The effects of reducing the root length by apicoectomy on dental pulp revascularization following tooth replantation in mice. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakakura-Ohshima K, Quispe-Salcedo A, Sano H, Hayasaki H, Ohshima H
  • 雑誌名: Journal of Dental Traumatology 巻: 37 ページ: Epub
  • DOI: 10.1111/edt.12679
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of angiogenesis and pulpal healing in tooth replantation and allograft transplantation. (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee DJ, Lee SJ, Lee MJ, Kim EJ, Ohshima H, Jung HS
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res 26: 100945, 2021. 巻: 26 ページ: Epub
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.100945.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Responses of oral-microflora-exposed dental pulp to capping with a triple antibiotic paste or calcium hydroxide cement in mouse molars (2020)
  • 著者名/発表者名: Quispe-Salcedo A, Sato T, Matsuyama J, Ida-Yonemochi H, Ohshima H
  • 雑誌名: Regen Ther 巻: 29 ページ: 216-225
  • DOI: 10.1016/j.reth.2020.10.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dentin Matrix Protein 1 Compensates for Lack of Osteopontin in Regulating Odontoblastlike Cell Differentiation after Tooth Injury in Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Nakatomi M, Ohshima H
  • 雑誌名: J Endod . 巻: 46 ページ: 89-96
  • DOI: 10.1016/j.joen.2019.10.002.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immunohistochemistry and gene expression of GLUT1, RUNX2 and MTOR in reparative dentinogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi R, Ohkura N, Yoshiba K, Tohma A, Yoshiba N, Edanami N, Shirakashi M, Belal RS, Ohshima H, Noiri Y.
  • 雑誌名: Oral Dis 巻: 26 ページ: 341-349
  • DOI: 10.1111/odi.13230.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glucose transporter-2 and 4 are involved in glucose supply during pulpal wound healing following pulpotomy with mineral trioxide aggregate in rat molars. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tohma A, Ohkura N, Yoshiba K, Takeuchi R, Yoshiba N, Edanami N, Shirakashi M, Belal RS, Ohshima H, Noiri Y
  • 雑誌名: J Endod 巻: 46 ページ: 81-88
  • DOI: 10.1016/j.joen.2019.10.003.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduced enamel epithelium-derived cell niche in the junctional epithelium are maintained for a long time in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Soda M, Saito K, Ida-Yonemochi H, Nakakura-Ohshima K, Kenmotsu S, Ohshima H
  • 雑誌名: J Periodont 巻: 91 ページ: 819-827
  • DOI: 10.1002/JPER.19-0269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Osteopontin and root development stage are essential for pulpal healing following tooth replantation． (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Kiyoko，真喜志佐奈子，中富満城，斎藤浩太郎，依田浩子, 大島勇人
  • 学会等名: 第20回日本再生医療学会総会
• [学会発表] Role of osteopontin in the process of pulpal healing following tooth replantation in mice． (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K，Makishi S，Nakatomi M，Saito K，Ida-Yonemochi H，Ohshima H
  • 学会等名: 第62回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] マウス歯髄組織の発生・再生治癒過程におけるコンドロイチン硫酸の機能発現． (2020)
  • 著者名/発表者名: 依田 浩子，大島 勇人
  • 学会等名: 第62回歯科基礎医学会学術大会