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2018 年度 実施状況報告書

歯髄幹細胞分化における転写因子ネットワーク機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K09638
研究機関広島大学

研究代表者

藤本 勝巳  広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 助教 (40294566)

研究分担者 佐藤 冬樹  和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (60400131)
金輪 真佐美 (福永真佐美)  広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 助教 (00284208)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードMSX1 / MSX2 / 歯髄幹細胞
研究実績の概要

歯髄幹細胞は、骨芽細胞、脂肪細胞、神経細胞等への分化能を有する体性幹細胞の一つである。これまでの研究成果から、歯髄幹細胞に特徴的に高発現している転写因子MSX1が歯髄幹細胞の高い骨分化能と関係していることが明らかになってきた。そこで、MSX1の作用機構を解明するためにMSX1の下流で働く因子を、DNAマイクロアレイによって網羅的に解析した。
未分化状態の歯髄幹細胞をMSX1siRNAで処理し、MSX1の発現をほとんど消失させた。その細胞からRNAを抽出し、コントロールの歯髄幹細胞(コントロールsiRNAで処理した細胞)のRNA発現量と比較した。その結果、NF331,ZNF730などのzinc finger タンパク質やDACT1, WNT2, SHISA3, RPS6KA2などのシグナルタンパク質をコードする遺伝子の発現が、MSX1ノックダウンによって増加していた。一方、FOXS1やFOXA1などの転写因子、細胞間シグナル伝達に関わるセマフォリンファミリー遺伝子の発現がMSX1ノックダウン細胞では低下していた。
我々は、骨芽細胞に分化誘導した歯髄幹細胞でも同様の実験を以前行っており、今回の結果と比較した。そして、共通してMSX1ノックダウンにより影響を受ける遺伝子群(Wntシグナルに関わる遺伝子等)、および骨芽細胞分化時にのみ発現変化が見られる遺伝子群(コレステロール代謝に関わる遺伝子等)を特定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

歯髄幹細胞に特異的に高発現している遺伝子としてMSX1, MSX2, TBX2に注目して、研究を進めている。歯髄幹細胞分化におけるMSX1の解析(特に骨芽細胞分化との関係)は進んでいるが、他の2つ遺伝子についてはまだあまり進展していない。その理由として、MSX1と比べMSX2とTBX2の歯髄幹細胞での発現量は細胞差が大きく、結果にばらつきが見られやすいためである。個体差の影響を無くすために、複数の歯髄幹細胞を用いて解析を行う必要があると考えている。

今後の研究の推進方策

マイクロアレイ実験で得られた候補遺伝子から、MSX1の下流で作用し歯髄幹細胞分化を制御している遺伝子を絞り込む。また、骨芽細胞分化以外の分化(脂肪分化や神経分化)に対するMSX1の作用メカニズムを解明するために、MSX1のノックダウン実験を行う。MSX2,TBX2については、MSX2,TBX2の発現量の異なる複数の歯髄幹細胞を用いて分化誘導実験を行い、発現量と分化能の関係性について調べる。

次年度使用額が生じた理由

遺伝子ノックダウン実験および遺伝子発現解析に必要な費用が最初の予想よりも少なかったために、次年度使用額が生じた。
当初の研究計画に追加して、新たに脂肪細胞分化誘導した歯髄幹細胞のMSX1下流シグナル経路の解析実験を行う。次年度使用額はこれらの実験等に使用する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Genetic Markers Can Predict Chondrogenic Differentiation Potential in Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stromal Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kanawa Masami、Igarashi Akira、Fujimoto Katsumi、Higashi Yukihito、Kurihara Hidemi、Sugiyama Masaru、Saskianti Tania、Kato Yukio、Kawamoto Takeshi
    • 雑誌名

      Stem Cells International

      巻: 2018 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1155/2018/9530932

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deficiency of the basic helix-loop-helix transcription factor DEC1 prevents obesity induced by a high-fat diet in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Noshiro Mitsuhide、Kawamoto Takeshi、Nakashima Ayumu、Ozaki Noritsugu、Ueno Toshinori、Saeki Masayumi、Honda Kiyomasa、Fujimoto Katsumi、Kato Yukio
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 23 ページ: 658~669

    • DOI

      10.1111/gtc.12607

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of human dental pulp cells grown in chemically defined serum-free medium2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Sakiko、Fujimoto Katsumi、Goto Noriko、Abiko Yoshimitsu、Imaoka Asayo、Shao Jinchang、Kitayama Kazuko、Kanawa Masami、Sosiawan Agung、Suardita Ketut、Nishimura Fusanori、Kato Yukio
    • 雑誌名

      Biomedical Reports

      巻: 8 ページ: 350~358

    • DOI

      10.3892/br.2018.1066

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2019-12-27  

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