分子標的治療による歯牙再生に関するトランスレーショナルリサーチ

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25463081
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高橋 克 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90314202)
• 研究分担者: 清水 章 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00162694) ; 別所 和久 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90229138) ; 菅井 学 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90303891)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 分子標的治療 / ゼラチンスポンジ / BMP-7 / USAG-1

研究概要

USAG-1とBMP-7，各々の発現部位を検討したところ，E13-15の上顎切歯部においUSAG-1とBMP7の共発現を認めた． P0の上顎切歯部においてUSAG-1 KOマウスでは歯数が増加するのに対し、USAG-1とBMP-7のdouble KOマウスにおいては野生型と同一の歯数になった．上顎切歯部においてUSAG-1の欠損による歯数増加をBMP-7欠損によりrescueできることを示した．以上のことから，上顎切歯部においてUSAG-1はBMP-7の拮抗分子であり，BMP-7が歯数制御に関わると考えられた．当初の研究計画に沿って、遺伝子欠損マウスを用いた歯数制御および歯の大きさの分子メカニズムの解析を行っていたところ、当初計画よりも進展があったため、平成２６年度に施行する予定であった局所での標的分子の機能抑制/機能亢進によりin vitro で歯数を増加させるシステムの確立に関する研究を開始した。胎生15日のUSAG-1 変異マウスの上顎切歯歯胚を摘出し、BMP-7含有ゼラチンハイドロゲルとともに腎被膜下に移植し、成長させた。WTでは1本、Heteroにおいては2本、つまり本来の切歯と過剰歯が確認できた。KOでは2本確認でき、Heteroよりも大きい過剰歯を認めた。Heteroにおいても歯数増加を認めたことから、上顎切歯部においてUSAG-1の欠損による歯数の変化をBMP-7の過剰投与により増強できることを示した。ヒトにおいてもBMP-7を標的分子として歯の再生を目指す新しいアプローチとなる可能性を示唆した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の研究計画に沿って、遺伝子欠損マウスを用いた歯数制御および歯の大きさの分子メカニズムの解析を行っていたところ、当初計画よりも進展があったため、平成２６年度に施行する予定であった局所での標的分子の機能抑制/機能亢進によりin vitro で歯数を増加させるシステムの確立に関する研究を開始した。

今後の研究の推進方策

平成２６年度は、局所での標的分子の機能抑制/機能亢進によりin vitro で歯数を増加させるシステムの確立に関する研究を平成２５年度中に開始するが、平成２６年度中も引き続き行うことが必要であり、また哺乳類の基本歯式を有する実験動物を用いたin vivo で歯数を増加させるシステムの確立に関する研究も開始する。研究が当初計画どおりにすすまないときの対応として、われわれがすでに解析を開始しているCEBP/β欠損マウス(Huang B, et al., Oral Dis, 2012)を利用し、もう１つの歯数増加のメカニズムである歯原上皮幹細胞の局所での上皮間葉誘導による歯牙再生を目指した研究を行う。

次年度の研究費の使用計画

当初の研究計画に沿って、遺伝子欠損マウスを用いた歯数制御および歯の大きさの分子メカニズムの解析を行っていたところ、当初計画よりも進展があったため、平成２６年度に施行する予定であった局所での標的分子の機能抑制/機能亢進によりin vitro で歯数を増加させるシステムの確立に関する研究を開始した。そのため、前倒し支払請求を行ったが、予定していた金額ほど、研究費を使用しなかったため。
今年度に研究の進行にあわせて使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Bone regeneration of rat calvarial defect by magnesium calcium phosphate gelatin scaffolds with or without bone morphogenetic protein-2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hussain, A., Takahashi, K., Sonobe, J., Tabata, Y and Bessho, K.
  • 雑誌名: J Maxillofac Oral Surg. 巻: 13 ページ: 75-77
  • DOI: 10.1007/s12663-013-0478-7.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenotypes of CEBPB Deficiency: Supernumerary Teeth and Elongated Coronoid Process. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huang B, Takahashi K, Sakata-Goto T, Kiso H, Togo Y, Saito K, Tsukamoto H, Sugai M, Akira A, Shimizu A, Bessho K.
  • 雑誌名: Oral Diseases 巻: 19 ページ: 144-150
  • DOI: 10.1111/j.1601-0825.2012.01963.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mastication and risk for diabetes in a Japanese population: a cross-sectional study. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Yamori, M., Asai, K., Nakano-Araki, I., Yamaguchi, A., Takahashi, K., Sekine, A., Matsuda, F., Kosugi, S., Nakayama, T. and Bessho, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e64113
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0064113.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing anteroposterior basal bone discrepancy with the Dental Aesthetic Index. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huang B, Takahashi K, Yamazaki, T., Saito, K., Yamori, M.,Asai, K., Yoshikawa Y., Kamioka H.,, Yamashiro T., Bessho K.
  • 雑誌名: Angle Orthod, 巻: 83 ページ: 527-532
  • DOI: 10.2319/050312-369.1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aldehyded dextran and ε-poly(l-lysine) hydrogel as non-viral gene carrier. (2013)
  • 著者名/発表者名: Togo Y, Takahashi K, Saito K, Kiso H, Huang B, Tsukamoto H, Hyon SH, Bessho K.
  • 雑誌名: Stem Cell Int, 巻: 2013 ページ: 634379
  • DOI: 10.1155/2013/634379.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors and indices of osteomyelitis of the jaw in osteoporosis patients: Results from a hospital-based cohort study in Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Yamori, M., Tanaka, S., Yamamoto, K., Sumi, E., Nishimoto, M., Asai, K., Takahashi, K., Nakayama, T. and Bessho, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e79376
  • DOI: 10.1007/s12663-013-0478-7.
  • 査読あり
• [学会発表] 新規BMP拮抗分子USAG-1とBMP-7の歯数制御に関する機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜早ほのか、高橋克、坂田朋子、Huang Boyen、塚本容子、柳田素子、
  • 学会等名: 第34回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130702-20130703
• [学会発表] BMP7ヘテロマウス、USAG-1ヘテロあるいはKOマウスは歯の大きさが変化する (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤和幸、高橋克、喜早ほのか、東郷由弥子、塚本容子、別所和久
  • 学会等名: 第６7回 日本口腔科学会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 20130522-20130523
• [図書] Gene Therapy-Tools and Potential Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: 2. Takahashi, K., Kiso, H., Saito, K., Togo, Y., Tsukamoto, H., Huang, B. and Bessho, K.
  • 総ページ数: 744
  • 出版者: In Tech
• [備考] 京都大学医学部附属病院歯科口腔外科
  • URL: http://kuhp.kyoto-u.ac.jp/~oral_surg/Oral_Surg_index.html
• [備考] 京都大学大学院医学研究科・医学部
  • URL: http://www.med.kyoto-u.ac.jp/organization-staff/research/doctoral_course/r-057/