歯肉幹細胞由来エクソソームmiRNAを標的とした次世代歯周病治療の基盤構築

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03865
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 福田 隆男 九州大学, 大学病院, 講師 (80507781)
• 研究分担者: 武富 孝治 久留米大学, 医学部, 准教授 (10553290) ; 新城 尊徳 九州大学, 歯学研究院, 助教 (20711394) ; 讃井 彰一 九州大学, 大学病院, 講師 (70507780) ; 西村 英紀 九州大学, 歯学研究院, 教授 (80208222)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 歯肉幹細胞 / エクソソーム / miRNA

研究実績の概要

申請者らは歯肉幹細胞由来エクソソームmiRNAを新たな核酸創薬ターゲットとした新規歯周治療の分子基盤を確立することを目的として研究を進めてきた。一般的に、歯周炎による歯槽骨破壊には炎症性（M1）マクロファージが関与する一方で、歯周組織再生の成功には、炎症の終息と組織再生を担う修復型（M2）マクロファージの誘導が不可欠である。申請者はGMSCsを炎症性サイトカインであるTNF-α刺激することでnegative feedback機構が働き、GMSCs由来エクソソームによるM2マクロファージ誘導能が促進することを確認し、マウス創傷治癒モデルおいても著明な治癒促進効果を認めた。その分子機構について解析を行った結果、TNF-α刺激後のエクソソームで高発現した抗炎症分子CD73がM2マクロファージ誘導に重要であることを発見した。マウス歯周炎モデルにおいても、TNF-α刺激GMSCs由来エクソソームによる歯槽骨吸収抑制効果を確認した。GMSCsへのTNF-α刺激前後でのエクソソームmiRNAアレイ解析により、TNF-α誘導性のmiR-1260bが、破骨細胞活性化因子RANKLの発現を阻害をすることで骨吸収抑制を行うことが確認された。さらにGMSCsへの前処理条件について検証したところ，TNF-α/IFN-α共刺激後のエクソソームによるM2マクロファアージ誘導増強効果が得られることも確認し、その分子機構について，mTORシグナルと転写因子HIF-1αによる誘導されたCD73およびCD5Lによるものであることも確認した。一方、miR-1260b単独での歯槽骨吸収の分子機構について検証を行った結果、miR-1260bは小胞体（ER）ストレス応答の制御を介して、破骨細胞分化の阻害し、歯槽骨吸収を抑制することが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Scaffold-free bone-like 3D structure established through osteogenic differentiation from human gingiva-derived stem cells (2024)
  • 著者名/発表者名: Toyoda Masaaki、Fukuda Takao、Fujimoto Ryota、Kawakami Kentaro、Hayashi Chikako、Nakao Yuki、Watanabe Yukari、Aoki Tsukasa、Shida Miyu、Sanui Terukazu、Taguchi Masahide、Yamamichi Kensuke、Okabe Ayami、Okada Tatsunori、Oka Kyoko、Nakayama Koichi、Nishimura Fusanori、Kajioka Shunichi
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 38 ページ: 101656～101656
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2024.101656
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Luteolin Is a Potential Immunomodulating Natural Compound against Pulpal Inflammation (2024)
  • 著者名/発表者名: Kawakami Kentaro、Fukuda Takao、Toyoda Masaaki、Nakao Yuki、Hayashi Chikako、Watanabe Yukari、Aoki Tsukasa、Shinjo Takanori、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Shida Miyu、Sanui Terukazu、Uchiumi Takeshi、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: BioMed Research International 巻: 2024 ページ: 1～16
  • DOI: 10.1155/2024/8864513
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epithelial-to-mesenchymal transition, inflammation, subsequent collagen production, and reduced proteinase expression cooperatively contribute to cyclosporin-A-induced gingival overgrowth development (2023)
  • 著者名/発表者名: Imagawa Mio、Shinjo Takanori、Sato Kohei、Kawakami Kentaro、Zeze Tatsuro、Nishimura Yuki、Toyoda Masaaki、Chen Shuang、Ryo Naoaki、Ahmed Al-kafee、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 14 ページ: 1298813
  • DOI: 10.3389/fphys.2023.1298813
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Case of a Dentigerous Cyst in the Maxillary Sinus Treated Preoperatively With Vascular Embolization to Avoid Intraoperative Abnormal Bleeding (2023)
  • 著者名/発表者名: Taketomi Takaharu、Fukuda Takao、Takeshita Go、Sanui Terukazu
  • 雑誌名: Cureus 巻: 15(12) ページ: e50228
  • DOI: 10.7759/cureus.50228
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] miR-1260b promotes M2 macrophage polarization by targeting NFAT5 and NLRP3 (2024)
  • 著者名/発表者名: Chikako Hayashi, Masaaki Toyoda, Kentaro Kawakami, Yuki Nakao, Miyu Shida, Takanori Shinjo, Terukazu Sanui, Takao Fukuda, Fusanori Nishimura
  • 学会等名: 2024 IADR/AADOCR/CADR General Session & Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of Gingiva-Derived Stem Cell-Based Scaffold-Free Bone-Like 3D Structures (2024)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Toyoda, Shunichi Kajioka, Takao Fukuda, Kentaro Kawakami, Miyu Shida, Chikako Hayashi, Tsukasa Aoki, Tatsuro Zeze, Yuki Nakao, Terukazu Sanui, Fusanori Nishimura
  • 学会等名: 2024 IADR/AADOCR/CADR General Session & Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] バイオ３Dプリンターを用いた歯肉幹細胞由来骨様立体構造物の作製方法の確立と骨分化能、石灰化度に関する解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 豊田真顕、梶岡俊一、福田隆男、川上賢太郎、信太実有、李金鳳、林千華子、中尾雄紀、讃井彰一、西村英紀
  • 学会等名: 第66回秋季日本歯周病学会学術大会
• [学会発表] ヒト歯肉由来幹細胞を用いて作製した骨様立方構造体の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 豊田真顕、梶岡俊一、福田隆男、藤本亮太、川上賢太郎、信太実有、李金鳳、林千華子、中尾雄紀、讃井彰一、中山功一、西村英紀
  • 学会等名: 第９回細胞凝集研究会
• [備考] 九州大学大学院歯学研究院口腔機能修復学講座歯周病学分野
  • URL: https://www.dent.kyushu-u.ac.jp/perio/index.html