| 研究課題/領域番号 |
21K16991
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
阪下 裕美 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (90779092)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | HMGB1ペプチド / 歯周組織再生 / 幹細胞 / 歯根膜 / PDGFRα+ |
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| 研究実績の概要 |
他組織における研究で新規開発されたDNA結合タンパクhighly mobility group box 1 (HMGB1)ペプチドは血流を介して骨髄由来platelet derived growth factor receptor α発現(PDGFRα+)細胞を損傷部位に動員させることで組織再生が促進されることが示されています。これまでに歯周組織再生過程におけるHMGB1ペプチドの効果は報告されていませんが、同過程に残存歯槽骨骨髄や歯根膜に由来する間葉系細胞が重要な役割を担っていることから、HMGB1ペプチドにより歯周組織へPDGFRα+細胞が動員することにより歯周組織再生を誘導できる可能性があります。そこで本研究では、歯周組織再生過程におけるHMGB1ペプチド薬効を評価し、歯周組織再生療法への応用を検討します。また、PDGFRα+細胞や多分化能を有することが示されている歯根膜細胞の解析により歯周組織再生に関与する幹細胞の局在及び機能を解明し、歯周組織再生機序への理解を深め、新たな歯周組織再生療法開発に繋げることを目的としています。
本研究ではマウス上顎臼歯を絹糸で1週間結紮することでプラーク堆積による歯周組織の炎症、歯槽骨の吸収を誘導する「絹糸結紮歯周組織損傷モデル」を用いたHMGB1ペプチドの薬効評価実験を行い、生体内での作用を検討します。同モデルにおいて破壊された歯周組織が再生される過程で重要となる幹細胞は歯根膜から供給されることが示唆されています。そこで、正常時、歯周組織損傷時及び歯周組織損傷時にHMGB1ペプチドを投与した歯根膜における細胞構成をシングルセルRNA-seqにより解析します。そこで幹細胞の候補となる細胞群を特定し、蛍光免疫染色やin situ hybridizationにより幹細胞の同定と局在の解析を行います。
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| 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
研究実施計画におけるA)生体内でのHMGB1ペプチドを介した歯周組織再生の評価およびB)歯周組織再生に関与する細胞の同定はいずれも順調に進展している。これまでに、若齢マウスの絹糸結紮歯周組織破壊誘導モデルにHMGB1ペプチドを投与し、μCTにおける歯槽骨再生の評価および切片作製による組織学的な評価を組み合わせることで同ペプチドの歯周組織再生増強効果を検討してきた。さらに、絹糸結紮一週間後に絹糸を除去すると歯周組織の自然治癒が認められる若齢マウスでの検討に加え、老齢マウスを用いた検討を行っている。すでに老齢マウスでは若齢マウスに比較して治癒が遅延することを明らかとしており、難治性の歯周病へのHMGB1ペプチドの効果を検討するためのモデルとして有効であることが示唆される。若齢及び老齢のマウスを用いた実験は計画通りに遂行し、現在解析を進めている。以上より、HMGB1ペプチドの歯周組織再生における薬効評価の実施状況は概ね計画通りである。また、歯周組織の再生に関与する細胞の同定のため、計画書に記載の実験に加えて、歯周組織再生に関与することが示唆されている歯根膜細胞の構成をシングルセルRNA-seqにより解析し、炎症惹起時の歯根膜の細胞構成と比較することで歯周組織再生に寄与する細胞群を特定する実験を現在進行中である。以上より、歯周組織再生に関与する細胞の同定についての実験は概ね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究の進捗状況は概ね計画通りであり、今後は更なる歯周組織の再生解明およびその過程におけるHMGB1ペプチド寄与を明らかとするため、さらに実験計画を追加して推進していく予定である。
生体内でのHMGB1ペプチドを介した歯周組織再生の評価において、絹糸結紮歯周組織破壊誘導モデルでは絹糸除去後短期間で歯周組織の自然治癒を認めるため、より詳細な比較はHMGB1ペプチド投与による歯周組織再生効果の評価に加えて、細胞レベルでの評価が必要と考えられる。そこで、すでに当教室にて樹立した歯根膜細胞単離方法を用いて正常時および絹糸による歯周組織破壊時の歯根膜細胞を単離し、それぞれの細胞構成をシングルセルRNA-seqにより比較し、再生に寄与する幹細胞の同定を行う実験を実行中であり、今後さらに解析を進める予定である。さらに、同様の実験をHMGB1ペプチド投与条件下でも実施し、非投与群と比較することでHMGB1ペプチドの幹細胞誘導能を評価する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の流行に起因して、物品の欠品による研究計画の一部見直しが必要であったため。次年度に見直した計画を実施することにより、当初計画した通りの研究実施が可能である。
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