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2015 年度 実施状況報告書

生体高分子ポリリン酸が間葉系幹細胞の分化に及ぼす効果

研究課題

研究課題/領域番号 26462905
研究機関愛知学院大学

研究代表者

中田 和彦  愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70261013)

研究分担者 尾関 伸明  愛知学院大学, 歯学部, 講師 (70469005)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードポリリン酸 / 間葉系幹細胞 / 骨芽細胞 / Osteocalcin / Osteopontin / マトリックスメタロプロテアーゼ3(MMP-3) / MMP-13 / TIMP
研究実績の概要

鎖長65の中鎖分割ポリリン酸(Poly-P65)を自家調製して、ヒト骨髄由来の間葉系幹細胞(hBM-MSC: Human bone marrow derived mesenchymal stem cells)に作用させ、その増殖と分化に及ぼす効果について検索し、以下の結果を得た。
1.Poly-P65のhBM-MSC増殖における至適濃度の検討:
hBM-MSCをPoly-P65(0.05, 0.1, 0.2, 0.5 mM)にて24時間刺激後、BrdUを用いたcell proliferation ELISA kit (Roche Applied Science) にて細胞増殖活性測定を行った。その結果、0.1mMのPoly-P65添加群において、統計学的有意な細胞増殖が観察された。
2.Poly-P65のhBM-MSC分化に及ぼす効果の検索:
0.1 mM Poly-P65添加後、7日間培養でhBM-MSCの骨芽細胞分化マーカー(Osteocalcin, Osteopontin)の遺伝子とタンパク質発現が統計的有意に認められたが、象牙芽細胞分化マーカーのDMP-1、DSPPの発現亢進は見出せなかった。一方、石灰化マーカーであるアルカリホスファターゼ活性ならびにアリザリンレッド染色の上昇は認められなかった。さらにマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)について検討した結果、 hBM-MSCに0.1 mM Poly-P65を添加し、1, 3, 5および7日間反応させたところ、hBM-MSCにはMMP-3, -13の遺伝子とタンパク質発現がみられた。また内因性のMMP阻害因子であるTIMP-1, -2の遺伝子およびタンパク質発現がみられた。MMP-13の酵素活性は、添加3日目から統計的有意な上昇を認めた一方、MMP-3活性はコントロールとほぼ同値であった。

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

鎖長65の分割ポリリン酸(Poly-P65)がヒト骨髄由来間葉系幹細胞の増殖と分化に影響を及ぼすことがわかった。この基礎的知見は、今後、他の間葉系幹細胞の分化に及ぼす効果を検索していくうえで非常に有用である。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、被検細胞としてヒト脂肪組織由来の間葉系幹細胞を用いて、本年度と同様の検索を当初の研究計画通りに行っていく。

次年度使用額が生じた理由

学会発表が日本国内のみで、当初計画していた海外の国際学会における研究発表を行わなかったため、旅費の一部が未使用になった。

次年度使用額の使用計画

国際学会での研究発表を目指す。さらに、ヒト脂肪組織由来の間葉系幹細胞を新規購入して、本年度と同様の実験系を用いて、追加の検討を進める予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Polyphosphate-induced matrix metalloproteinase-3- mediated proliferation in rat dental pulp fibroblast-like cells is mediated by a Wnt5 signaling cascade.2015

    • 著者名/発表者名
      Ozeki N, Yamaguchi H, Hase N, Hiyama T, Kawai R, Kondo A, Nakata K, Mogi M
    • 雑誌名

      BioScience Trends

      巻: 9(3) ページ: 160-168

    • DOI

      10.5582/bst.2015.01134

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polyphosphate-induced matrix metalloproteinase-3-mediated differentiation in rat dental pulp fibroblast-like cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Hiyama T, Ozeki N, Hase N, Yamaguchi H, Kawai R, Kondo A, Mogi M, Nakata K
    • 雑誌名

      BioScience Trends

      巻: 9(6) ページ: 360-366

    • DOI

      10.5582/bst.2015.01041

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ポリリン酸誘導マトリックスメタロプロテアーゼ-3はラット歯髄細胞の分化を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      檜山太希、尾関伸明、山口秀幸、長谷奈央子、川合里絵、中田和彦
    • 学会等名
      愛知学院大学歯学会第87回学術大会
    • 発表場所
      愛知学院大学歯学部基礎教育研究棟(名古屋)
    • 年月日
      2015-12-06
  • [学会発表] ラット歯髄由来線維芽細胞におけるポリリン酸誘導MMP-3はWnt5-Lrp5シグナルを介して細胞増殖を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      尾関伸明、山口秀幸、檜山太希、川合里絵、茂木眞希雄、中田和彦
    • 学会等名
      第57回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2015-09-13
  • [学会発表] マウスiPS細胞由来象牙芽細胞におけるポリリン酸誘導MMP-3は細胞増殖を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      茂木眞希雄、尾関伸明、森田あや美、中田和彦
    • 学会等名
      日本骨代謝学会第33回学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京)
    • 年月日
      2015-07-23
  • [学会発表] ラット歯髄由来線維芽細胞におけるポリリン酸誘導MMP-3はWnt5シグナルを介して細胞増殖を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      尾関伸明、山口秀幸、檜山太希、長谷奈央子、川合里絵、中田和彦
    • 学会等名
      第36回日本歯内療法学会学術大会
    • 発表場所
      鶴見大学記念館(鶴見)
    • 年月日
      2015-07-11
  • [学会発表] ポリリン酸誘導MMP-3はマウスiPS細胞由来象牙芽細胞の細胞増殖を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      長谷奈央子、尾関伸明、山口秀幸、檜山太希、川合里絵、茂木眞希雄、中田和彦
    • 学会等名
      日本歯科保存学会2015年度春季学術大会 (第142回)
    • 発表場所
      西日本総合展示場・北九州国際会議場(小倉)
    • 年月日
      2015-06-26

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公開日: 2017-01-06  

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