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iPS細胞は自家移植が可能であり、様々な分化細胞を生み出すことができるため、再生医療への応用が大いに期待されているが、歯学領域ではiPS細胞由来の歯関連細胞への明確な分化誘導法はまだ確立されていない。in vitroでの歯の再生には様々な因子を検討する必要があるからである。本研究課題では、このようなin vitroでの研究のアクセスの困難性を回避するため、ES/iPS細胞をヌードマウスに移植し、形成された奇形腫を初代培養し、in vitroで組織再構成を行い、当該細胞に由来する歯の形成が可能かどうかを検討することを目的とする。
マウスES 細胞株を扱う前に、当研究室ではヒト乳歯歯髄細胞からiPS細胞を樹立することができたため、上記実験の最終目標であったiPS細胞を用いて実験を進めることにした。奇形腫から由来する細胞群から歯構成細胞を特異的に非侵襲的に検出するため遺伝子工学的トリックをiPS細胞に加えた。即ち、エナメル芽細胞（ameloblast）特異的な遺伝子amelogenin (AM) promoterの下流に蛍光遺伝子と薬剤耐性遺伝子を繋げた構築体（pT-ARIP）をpiggyBacトランスポゾン（PB）による遺伝子導入システムを用いて導入した。なお、PBによるiPS細胞への効率的遺伝子導入については論文作成中である。残念ながら、pT-ARIP導入iPS細胞からはそれ由来の奇形腫を得ることができなかった。おそらく遺伝子導入過程で細胞の分化ポテンシャルが低下していた可能性がある。そこで、遺伝子導入前のiPS細胞から得られた奇形腫を初代培養し、得られた培養細胞に対しRT-PCR解析と免疫組織学的解析を行ったところ、DSPPやAMELXの存在を確認した。以上より、in vitroでiPS細胞から歯形成に係わる細胞群を分化誘導できる可能性が示された。
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