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2022 年度 実施状況報告書

株化歯根膜幹細胞の樹立と骨芽細胞分化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K10019
研究機関北海道医療大学

研究代表者

細矢 明宏  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70350824)

研究分担者 吉羽 邦彦  新潟大学, 医歯学系, 教授 (30220718)
荒川 俊哉  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (40306254)
建部 廣明  北海道医療大学, 歯学部, 講師 (40638293)
溝口 利英  東京歯科大学, 歯学部, 教授 (90329475)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードGli1
研究実績の概要

歯根膜に多分化能を有する組織幹細胞(歯根膜幹細胞)が存在することが明らかにされているが、歯根膜幹細胞の骨芽細胞への分化メカニズムは不明な点が多い。近年、Cre-loxPシステムを用いた細胞系譜解析でα-平滑筋アクチン (SMA)、Axin2、Gli1、レプチン受容体 (LepR) を発現する歯根膜細胞が、組織修復時に骨芽細胞へ分化することが示された。従って、これら4種の遺伝子は歯根膜幹細胞のマーカーとして有用であると考えられる。しかし、歯周組織再生時における歯根膜幹細胞の骨芽細胞への分化メカニズムについては、これまでほとんど検討されてこなかった。
本年度はGli1-CreERT2/ROSA26-loxP-stop-loxP-tdTomato (iGli1/Tomato)マウスの上顎第一臼歯を近心へ矯正移動、あるいは抜歯した際の骨形成に対するGli1陽性細胞の機能を検討した。矯正移動の実験では、牽引側の歯根膜においてGli1陽性細胞が骨芽細胞へ分化し、新生骨を添加的に形成することが明らかになった。一方、圧迫側の歯根膜ではGli1陽性細胞が線維芽細胞へ分化し、歯根膜線維の改変に寄与することが示された。また、抜歯後の抜歯窩においても、抜歯後も残存した歯根膜のGli1陽性細胞が骨芽細胞へ分化することが観察された。Gli1-CreERT2/Rosa26-loxP-stop-loxP-tdDTA (iGli1/DTA)マウスでGli1陽性細胞を枯渇させたマウスで同様に抜歯をすると、抜歯窩の骨形成が著しく減少した。さらに、これらの骨芽細胞分化過程においては、Gli1陽性細胞の子孫細胞がBMP4を分泌し、リン酸化Smad1/5/8の発現が上昇したことから、Gli1陽性細胞の骨芽細胞分化にはBMPシグナリングが関与することが推察された。

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

Gli1を含む幹細胞マーカーの骨芽細胞分化に関する形態学的解析を行い、本年度は4報の論文を発表した。当初の計画ではGli1に注目して研究を進める予定であったが、他のマーカーを加えながら幹細胞研究を進めることが出来ている。
一方、歯根膜幹細胞を株化する実験は、作製した株化細胞の幹細胞性が確認できないため、次年度に実施する予定である。

今後の研究の推進方策

歯根膜幹細胞をラベルしたマウスとp53欠損マウスを掛け合わせ、これらのマウスから得た歯根膜幹細胞を株化する。株化細胞の幹細胞性を確認し、株化歯根膜幹細胞を樹立する。

次年度使用額が生じた理由

形態学的解析に使用する試薬を、次年度使用額と合算して購入するため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Differentiation ability of Gli1+ cells during orthodontic tooth movement2023

    • 著者名/発表者名
      Seki Yuri、Takebe Hiroaki、Mizoguchi Toshihide、Nakamura Hiroaki、Iijima Masahiro、Irie Kazuharu、Hosoya Akihiro
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 166 ページ: 116609~116609

    • DOI

      10.1016/j.bone.2022.116609

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immunohistochemical analysis of CCN2 in experimental fracture healing models2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Shimo, Hiroaki Takebe, Saki Fujii, Akihiro Hosoya
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 2582 ページ: 335-342

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2744-0_23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immunohistochemical localization of CD146 and alpha-smooth muscle actin during dentin formation and regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Toru Shibui, Akihiro Hosoya, Hiroaki Takebe, Masami Takahashi, Yuri Seki, Saki Fujii, Kazuharu Irie
    • 雑誌名

      Anat Rec

      巻: - ページ: in press

    • DOI

      10.1002/ar.25155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bone formation ability of Gli1+ cells in the periodontal ligament after tooth extraction2023

    • 著者名/発表者名
      Saki Fujii, Hiroaki Takebe, Toshihide Mizoguchi, Hiroaki Nakamura, Tsuyoshi Shimo, Akihiro Hosoya
    • 雑誌名

      Bone

      巻: - ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.bone.2023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localization of Bmi1 in osteoblast-lineage cells during endochondral ossification2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takebe, Kazuharu Irie, Akihiro Hosoya
    • 雑誌名

      Anat Rec

      巻: 305 ページ: 1112-1118

    • DOI

      10.1002/ar.24693

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gli1+-PDL cells contribute to alveolar bone homeostasis and regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Shalehin Nazmus, Yuri Seki, Hiroaki Takebe, Saki Fujii, Toshihide Mizoguchi, Hiroaki Nakamura, Nagako Yoshiba, Kunihiko Yoshiba, Masahiro Iijima, Tsuyoshi Shimo, Kazuharu Irie, Akihiro Hosoya
    • 雑誌名

      J Dent Res

      巻: 101 ページ: 1537-1543

    • DOI

      10.1177/00220345221106921

    • 査読あり
  • [学会発表] 矯正学的歯の移動時におけるGli1陽性歯根膜細胞の組織学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      関 有里、建部廣明、飯嶋雅弘、入江一元、細矢明宏
    • 学会等名
      北海道医療大学歯学会
  • [学会発表] Gli1陽性歯根膜細胞の抜歯窩治癒過程における動態解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤井彩貴、建部廣明、志茂 剛、細矢明宏
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会

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公開日: 2023-12-25  

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