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2018 年度 実績報告書

iPS干渉法を応用した歯胚発生メカニズムの理解と歯の再生技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H02991
研究機関岡山大学

研究代表者

窪木 拓男  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00225195)

研究分担者 辻 孝  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50339131)
大野 充昭  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (60613156)
宝田 剛志  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 研究教授 (30377428)
渡辺 亮  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60506765)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード歯の再生 / iPS干渉法 / 象牙芽細胞マスター転写因子 / エナメル芽細胞マスター転写因子
研究実績の概要

本申請研究は,歯科医学において未達成の重要な研究課題である「エナメル芽細胞・象牙芽細胞のマスター遺伝子」を同定し,それを利用して生理機能を有した臓器としての歯の再生法を開発することを目的としている.具体的には,①器官原基法を応用した発生学的アプローチ,②レーザーマイクロダイセクションを応用した組織学的アプローチ,③既知の重要な転写因子を利用した絞り込み等の技術を総動員してエナメル芽細胞・象牙芽細胞分化時におけるマスター遺伝子の絞り込みを行い,iPS細胞樹立技術を逆手に取ったマスター遺伝子同定法(iPS干渉法)やゲノム編集技術を駆使してエナメル芽細胞・象牙芽細胞のマスター遺伝子を同定する.
2018年度は,胎生11.5, 12.5, 14.5, 18.5日齢のマウスから歯胚を摘出し,上皮と間葉に分離し,それぞれの組織を用いてRNA-Seq解析を行い,歯胚発生初期やエナメル質や象牙質形成期に特異的に発現する転写因子の抽出を行った.さらに,iPS干渉法に用いる予定のヒト歯乳頭由来間葉系幹細胞 (以下, hSCAP),ヒト骨髄由来間葉系幹細胞,ヒト成人皮膚由来線維芽細胞からRNAをそれぞれ抽出し,hSCAP特異的に発現している転写因子を抽出した.本結果と,これまでに実施してきた,レーザーマイクロダイセクションを応用した組織学的解析の結果と照らし合わせ,幹細胞の象牙芽細胞への分化や象牙芽細胞自身の分化に関わっている可能性がある転写因子を抽出した.
さらに,hSCAPを効率よくiPS細胞へと誘導する培養条件を検討し,効率よくiPS細胞へと誘導される条件を見出した.

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

幹細胞の象牙芽細胞への分化や象牙芽細胞自身の分化に関わっている転写因子の抽出,hSCAPのiPS細胞への誘導法の条件検討が終了しており,概ね順調に進んていると考える.

今後の研究の推進方策

線維芽細胞に山中4因子を遺伝子導入することで,iPS細胞が樹立可能であるが,山中4因子と他の転写因子を同時に遺伝子導入すると,細胞の運命決定を支配するマスター遺伝子を同時に遺伝子導入した時のみ,iPS細胞が樹立されないことが最近明らかとなった.そこで,2019年度は,2018年度に抽出した候補因子を,hSCAPに山中4因子と共に遺伝子導入し,iPS細胞の樹立を阻害する転写因子を抽出することで,hSCAP特異的なつまり,歯原性間葉系幹細胞の運命決定をするマスター遺伝子を探索する.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Bone Marrow Cells Inhibit BMP-2-Induced Osteoblast Activity in the Marrow Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Ha Thi、Ono Mitsuaki、Oida Yasutaka、Hara Emilio Satoshi、Komori Taishi、Akiyama Kentaro、Nguyen Ha Thi Thu、Aung Kyaw Thu、Pham Hai Thanh、Tosa Ikue、Takarada Takeshi、Matsuo Koichi、Mizoguchi Toshihide、Oohashi Toshitaka、Kuboki Takuo
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 34 ページ: 327~332

    • DOI

      doi: 10.1002/jbmr.3598

  • [雑誌論文] A multi-centered epidemiological study evaluating the validity of the treatment difficulty indices developed by the Japan Prosthodontic Society.2018

    • 著者名/発表者名
      Kuboki T, Ichikawa T, Baba K, Fujisawa M, Sato H, Aita H, Koyama S, Hideshima M, Sato Y, Wake H, Kimura-Ono A, Nagao K, Kodaira-Ueda Y, Tamaki K, Sadamori S, Tsuga K, Nishi Y, Sawase T, Koshino H, Masumi SI, Sakurai K, Ishibashi K, Ohyama T, Akagawa Y, Hirai T, Sasaki K, Koyano K, Yatani H, Matsumura H
    • 雑誌名

      Journal of Prosthodontic Reserach

      巻: 62(2) ページ: 162-170

  • [学会発表] Biological Regenerative Medicine in Dental Practice -to Attain Reliable and Sophisticated Dental Therapy-.2018

    • 著者名/発表者名
      Kuboki T
    • 学会等名
      Special Invited Lecture in ACTA 2018.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collaboration between Soft Tissue Management and Oral Implant Therapy to Attain Optium Esthetic Result.2018

    • 著者名/発表者名
      Kuboki T
    • 学会等名
      Special Lecture in Haiphong 2018.
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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