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2013 年度 実績報告書

ハニカムマイクロアレイを用いた次世代型歯周組織再生医療の創生

研究課題

研究課題/領域番号 23390475
研究機関東北大学

研究代表者

島内 英俊  東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (70187425)

研究分担者 石幡 浩志  東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (40261523)
根本 英二  東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (40292221)
鈴木 治  東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60374948)
金谷 聡介  東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (80375097)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード歯周組織再生 / スキャフォールド / トポグラフィー / 歯根膜細胞
研究概要

本研究は細胞に対してトポグラフィーを有するハニカムマイクロアレイフィルムを応用した進化型歯周組織再生治療を創生することを目的としたものである。平成25年度における本課題に関わる研究計画を遂行の結果、以下の成果を得ることができた。まずハニカムマイクロアレイ上でヒト歯根膜(PDL)細胞を4週間にわたり培養した結果、ハニカムアレイ内に遊走した細胞とフィルム上で重層化した細胞の双方が認められ、自己組織化した歯根膜細胞シートを得ることに成功した。また同時期に硬組織形成細胞への分化マーカーを調べたところ、alkaline phosphataseを除くosteocalcin, osteocalcin, periostinの全ての発現上昇が認められ、元素分析・von Kossa染色のいずれでもCaの沈着が明らかとなった。以上の結果から、ハニカムフィルムが歯根膜細胞の増殖応答を刺激するばかりでなく、分化をも誘導することができるスキャフォールドであることを示した。また試験的にSCIDマウスへの移植により一部に石灰化を伴う歯根膜様組織が形成された。一方、細胞微小環境の最適化に関する研究の結果、これまでに明らかにしたnano-hydroxyapatiteが有するナノ粒子効果によるヒトPDL細胞のBMP-2発現誘導機構に加えて、CaイオンがPGE2/EP4レセプターというオートクライン機構により同様にFGF-2発現を誘導すること、さらには同じPGE2/EP4レセプター経路がPDL細胞の伸展刺激により発動して、BMP-2を発現するという知見を見いだした。以上の実績からこれまで炎症因子として考えられてきたPGE2の歯周組織再生に及ぼすポジティブな効果が明らかとなり、EP4レセプターの選択的アゴニストをハニカムアレイに吸着させた新たな歯周組織再生ストラテジーの可能性が見いだされた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Cyclic tensile force up-regulates BMP-2 expression through MAP kinase and COX-2/PGE2 signaling pathways in human periodontal ligament cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki R, Nemoto E, Shimauchi H.
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 323 ページ: 232-241

    • DOI

      doi: 10.1016/j.yexcr.2014.02.013.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible functional scaffold for periodontal regeneration.2013

    • 著者名/発表者名
      Shimauchi H, Nemoto E, Ishihata H, Shimomura M.
    • 雑誌名

      Japanese Dental Science Review

      巻: 49 ページ: 318-330

    • DOI

      doi: 10.1016/j.jdsr.2013.05.001.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium-mediated increased expression of fibroblast growth factor-2 acts through NF-κB and PGE2/EP4 receptor signaling pathways in cementoblasts.2013

    • 著者名/発表者名
      Kanaya S, Nemoto E, Sakisaka Y, Shimauchi H.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 56 ページ: 398-405

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bone.2013.06.031.

    • 査読あり
  • [学会発表] WNT signaling induces differentiation of dental follicle cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Sakisaka, Eiji Nemoto, Masahiro Tsuchiya, Takashi Nakamura, Masato Tamura, Mitsuru Shimonishi, and Hidetoshi Shimauchi.
    • 学会等名
      Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Symposium.
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20140120-20140121
  • [学会発表] Cyclic tensile force up-regulates BMP-2 expression through MAP kinase and COX-2/PGE2 signaling pathways in human periodontal ligament cells.2014

    • 著者名/発表者名
      isako Suzuki , Eiji Nemoto, and Hidetoshi Shimauchi.
    • 学会等名
      Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Symposium.
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20140120-20140121
  • [学会発表] Calcium-mediated increased expression of fibroblast growth factor-2 acts through NF-kB and PGE2/EP4 receptor signaling pathways in cementoblasts.2014

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Kanaya , Eiji Nemoto , Yukihiko Sakisaka , and Hidetoshi Shimauchi.
    • 学会等名
      Innovative Research for Biosis-Abiosis Intelligent Interface Symposium.
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20140120-20140121
  • [学会発表] セメント芽細胞において細胞外カルシウム刺激はPGE2/EP4を介してFibroblast growth factor-2の発現を増強する.2013

    • 著者名/発表者名
      金谷聡介, 根本英二, 島内英俊.
    • 学会等名
      第56回日本歯周病学会春季学術大会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20130531-20130601
  • [学会発表] ヒト歯根膜細胞伸展刺激による骨形成タンパク質-2(BMP-2)の発現誘導.2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木理紗子, 根本英二, 島内英俊.
    • 学会等名
      第56回日本歯周病学会春季学術大会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20130531-20130601

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公開日: 2015-05-28  

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