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2011 年度 実績報告書

iPS/ES細胞による歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験

研究課題

研究課題/領域番号 22592202
研究機関大阪歯科大学

研究代表者

今井 弘一  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (90103100)

キーワード発生毒性 / 接着性モノマー / ES細胞 / iPS細胞 / 3次元培養
研究概要

iPS細胞による歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験法を開発する目的で,計画にしたがって,まずマウス由来iPS細胞とES-D3細胞の3次元で安定した細胞分化が可能な培養系の構築を行った.
マウス由来のiPS細胞をEmbryonic Stem Cell Test(EST)法で使用するES-D3細胞用培地でEmbryo Bodyを作製した.セルカルチャーインサートを用いてマウス由来の市販フィーダー細胞を用いて,ガラス繊維およびコラーゲンゲルをスキャフォードとして10日間細胞分化させた.その結果,ガラス繊維でコラーゲンゲルより若干高い74%のEmbryo Bodyで心筋の鼓動が観察された.また,ES Cell Characterization Kit(Chemicon, Millipore, USA)を用いても細胞分化を確認した.なお,iPS細胞ではノンフィーダーではほとんど細胞分化が確認できなかった.
次に,上記の3次元培養法で最も安定して高い細胞分化レベルが得られた組み合わせであるガラス繊維を用いた実験を行った.HEMA,EGDMA,TEGDMA,EGDMA,4-META,4-AETA,4-MET,4-AETをそれぞれセルカルチャーインサート内のガラス繊維上に置き,10日間細胞分化させた,その結果,HEMAで80%,EGDMAで72%,TEGDMAで45%,4-METAで67%であった.しかし,4-AETA,4-METと細胞分化率が低下し,4-AETでは分化率がわずかに5%を示した.この理由は4-AETの構造上,4-METAや4-AETAと比べて培養液への溶解性が高くpHも低かったためであると考えられた.なお,コラーゲンゲルについても細胞分化レベルが低かったものの同様の結果を得た。

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

当初の目的であったマウス由来のiPS細胞がES-D3細胞よりやや不安定な細胞分化レベルであったが,3次元培養法の改良を重ねた結果,当初の目標どおりに接着性モノマーを用いて評価することができた.また,鍵となるフィーダー細胞についてもマウス由来の市販品を用いて十分に機能させることが可能であった.総合的に概ね順調と考えられる.

今後の研究の推進方策

EST法プロトコルでは単一の化学物質の発生毒性レベルしか評価できない.しかし,実際の製品は単一の化学物質ではないことが多く,複数の成分の組み合わせは相乗作用もあり,それぞれの単一成分の平均にはならない可能性も大きい.そのため,実際の製品についてしらべる必要性が大きい.元々の計画にしたがって,最終年度は前年度までに培った3次元培養法を用いて,多数の実際の製品について比較する.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Development of in vitro embryotoxicity testing by differentiation of mouse ES cells using glass fiber2011

    • 著者名/発表者名
      Imai K、Suese K、Tanoue A、Nakamura K、 Takashima H
    • 雑誌名

      J Oral Tissue Engin

      巻: 9 ページ: 81-87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of in vitro embryotoxicity potential by two type nano titanium dioxide2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 雑誌名

      Nano Biomedicine

      巻: 3 ページ: 224-230

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An attempt to study of the C60 fullerene on differentiation of mouse ES cells2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 雑誌名

      Nano Biomedicine

      巻: 3 ページ: 288-293

    • 査読あり
  • [学会発表] 代謝活性因子を導入した金属イオンのin vitro発生毒性2012

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      バイオインテグレーション学会第2回学術大会
    • 発表場所
      東京都文京区・東医歯大
    • 年月日
      2012-01-29
  • [学会発表] ES細胞など胚性幹細胞の再生歯科医学への応用2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      第5回日本再生歯科医学会シンポジウム
    • 発表場所
      神奈川県横浜市・鶴見大(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-11
  • [学会発表] 超微粒子チタンのES細胞を使用したembryotoxicityについて2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都市・京都テルサ
    • 年月日
      2011-11-22
  • [学会発表] 「ナノ・バイオテクノロジーとin vitro試験法」ES細胞を用いたナノ材料のin vitro発生毒性試験2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第24回大会
    • 発表場所
      宮城県仙台市・宮城建設産業会館(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-12
  • [学会発表] 細胞を用いた発生毒性試験法における3次元足場材料としてのガラス繊維素材の活2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      第58回日本歯科理工学会
    • 発表場所
      福島県郡山市・奥羽大
    • 年月日
      2011-10-22
  • [学会発表] 代謝活性因子を含む細胞回復度評価法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      第9回日本再生歯科医学会学術大会
    • 発表場所
      大阪市・グランキューブ大阪
    • 年月日
      2011-09-10
  • [学会発表] Compare with three kinds of ES cells using two and three-dimensional culture system2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      8th World Congress on Alternatives and Animal Use in the Life Sciences
    • 発表場所
      カナダ・モントリオール,FAIRMONT THE QUEEN ELIZABETHホテル
    • 年月日
      2011-08-23
  • [学会発表] In vitro study of cell differentiation by mouse embryo stem cells on nanocarbon tubes2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Surface and Interface of Biomaterials (SIB2011)
    • 発表場所
      北海道札幌市・北大
    • 年月日
      2011-06-13
  • [学会発表] Development of an in vitro embryotoxicity screening system include the human metabolic factor2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      International Dental Materials Congress (IDMC 2011)
    • 発表場所
      韓国・ソウル・Yonsei Univ
    • 年月日
      2011-05-28
  • [学会発表] レジン・組織・経皮関係ならびに評価方法2011

    • 著者名/発表者名
      今井弘一
    • 学会等名
      日本歯科理工学会平成23年度シンポジウム
    • 発表場所
      東京都文京区・東医歯大
    • 年月日
      2011-04-23

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公開日: 2013-06-26  

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