| 研究課題/領域番号 |
20K18771
|
|---|
| 研究機関 | 福岡歯科大学 |
|---|
研究代表者 |
安永 まどか 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 助教 (80845264)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 自家歯牙移植 / 歯周組織オルガノイド / 分化誘導 / ラパマイシン / 骨芽細胞 / セメント芽細胞 / 線維芽細胞 / オートファジー |
|---|
| 研究実績の概要 |
歯の欠損に対して有効な治療法の一つに「自家歯牙移植法」がある。しかしながら、実際の歯科臨床においては移植後の骨性癒着、歯根吸収および移植歯の喪失などによる多くの失敗例が報告されている。これは再構築される歯周組織の不調和によると考えられる。本研究では生体の歯周組織を模倣する複合体、すなわち調和の取れた歯周組織オルガノイドの作製実現に向けて研究を進めている。現在まで予備実験を進めている３次元培養法を応用して歯周組織オルガノイドを作製している。しかしながら、実際の単なる歯周組織複合体ではなく、調和の取れる歯周組織複合体を再現できるオルガノイドが必要で、本年度は複合体を構成する細胞群の分化度調節を主体に実験を行った。具体的には、間葉系幹細胞の骨分化を調節する可能性が報告されているラパマイシン（RP)による分化誘導調節について検討した。歯周組織複合体の構成細胞としては線維芽細胞、骨芽細胞およびセメント芽細胞が主体となるが、それぞれの細胞の分化にRPが直接的あるいは間接的に関与することが明らかとなった。直接的に分化誘導が展開される細胞群は線維芽細胞であり、RP添加によりコラーゲン合成が未添加群と比較すると有意に亢進していた。また、骨芽細胞およびセメント芽細胞の分化誘導に関しては、RP添加によるオートファジー亢進が関与する可能性が示唆された。とくに、骨芽細胞の分化誘導に関しては初期の分化誘導をオートファジーが制御する可能性が強く示唆された。以上のことから、調和の取れる歯周組織オルガノイドの作製に関しては、オルガノイド形成に用いる幹細胞からの分化誘導調節が重要であることが示唆された。
|
| 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
調書での研究計画では、RPによる分化調節機構の解明から、それを利用して歯周組織オルガノイドの作製を試みるところまでが予定であった。しかしながら、実際には間葉系幹細胞（MSC）あるいはヒト歯根膜幹細胞（HPLSC）に対してのRP刺激に対する反応性が不安定で再現性を得るのに時間が掛かった。さらに、コロナにより研究時間が思うように取れなかったことも影響している。オルガノイド形成に関しては、数年前より実験を開始しているため、方法については確立している。やや遅れてはいるが、実際問題として、一番難題である各細胞のRP添加による分化誘導機構を明らかにすることができたので、それを応用してオルガノイド作製に展開して行けると考えている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
RP添加による細胞・分化度の調整法の確立により、作製する歯周組織オルガノイドが移植歯と受容組織から再生・修復される歯周組織複合体の調和性を再現できる可能性が出てきている。そこで、今後の展開としては、分化度を調整したした歯周組織構成細胞を用いた歯周組織オルガノイドの作製を主体として研究を進めたいと考える。オルガノイドの作製は、予備実験で行なっている多細胞性細胞シートとスフェロイドを混合したコラーゲン・ゲル培養法を応用してセメント質/歯根膜線維/歯槽骨からなる歯周組織複合体を形成させたい。具体的には、多細胞性細胞シートの作製はセメント芽細胞・歯根膜細胞・骨芽細胞の３層サンドイッチ形態の細胞シートを作製する。スフェロイド体にはシートを構成する３細胞に加えて、栄養補給を司る血管内皮細胞も含む形態とする。そして、これらのシートとスフェロイドをコラーゲン・ゲルで培養して歯周組織オルガノイドを作製する。作製されたオルガノイドの機能は、形態標本を作製して細胞群の極性配列を確認する。さらに、機能の確認はオルガノイドを短期間培養して歯周組織複合体を模倣できているかを生化学的および形態学的に検証する。最終的には、調和の取れたオルガノイドを併用した”歯の移植法”を開発する。具体的には、ラット下顎臼歯を用いた移植実験を行う。具体的には抜歯後、受容側にオルガノイド含有コラーゲン・ゲルを埋入する。ゲル埋入後、 移植歯をゲルが含まれた受容側に移植する。コントロールは受容側の未処理群を用いる。移 植後の評価は、micro-CTおよび組織標本により歯周組織の修復状態および歯根吸収の程度な どから検討する。以上のことから、歯周組織オルガノイドを併用した調和の取れた自家歯牙移植法の開発を目指す予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は他の研究費からの助成を受けていたことに加えて、コロナにより研究時間が減少して物品購入が少なかったため。やや研究の進捗状況が遅れているために、オルガノイド作製に使用する培養試薬および器具などに費用が掛かると予想され、繰越分で充足できると考えている。
|
