象牙質形成因子(Gdf11)遺伝子を導入した培養歯髄幹細胞移植による象牙質再生

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470403
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中島 美砂子 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助手 (20207773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 武久 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (60142189) ; 渡邊 武 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (40028684) ; 赤峰 昭文 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (00117053) ; 平田 昌子 九州大学, 歯学部・附属病院, 助手 (10153769)
• Keywords: 遺伝子導入治療 / 象牙質・歯髄再生 / BMPs / 歯髄組織幹細胞 / 修復象牙質 / 象牙芽細胞 / Dentin Sialoprotein

Research Abstract

本研究は、より早期に大量かつ確実に修復象牙質を誘導する「生体外遺伝子導入幹細胞移植による覆髄法」という全く新しい、象牙質・歯髄再生医療技術の開発を目的とする。まず、ブタ前歯部歯髄から歯髄細胞を分離し、三次元的なpellet cultureを行い、培養14日目よりヒトリコンビナントBMP蛋白質を添加した。これにより、歯髄細胞の基質形成が促進され、培養21日目では、象牙芽細胞の分化マーカーであるDentin Sialoprotein、Osteocalcinの発現がみられ、骨様の象牙質形成がみられた。同様にイヌの歯髄から歯髄細胞を分離し、BMP蛋白質を添加し、培養21日目のpelletを同一個体のイヌの犬歯の生活歯髄切断面に応用したところ、1ヶ月後には、歯髄切断面は骨様象牙質で被覆されていた。このことから、ex vivo法を用いて、培養歯髄細胞にBMPを応用することにより象牙芽細胞に分化させ、形成された基質とともに生体内へ移植する方法が、象牙質再生に有効であることが示唆された。次に、エレクトロポレーション法により、培養歯髄細胞にBMP遺伝子を高効率に導入する条件の検討を行った。また、ジンクフィンガー型転写因子GliH1,は歯髄細胞の象牙芽細胞への分化を抑制していることが明らかとなった。よって、現在、ブタの初代培養歯髄細胞を用いて、培養歯髄細胞にGliH1遺伝子を導入し脱分化させた状態の細胞とのサブトラクション法により、歯髄組織幹細胞に特異的な遺伝子をクローニング中である。今後、この特異的蛋白質に対する抗体を用いてFACSを行い、完全分離した歯髄幹細胞にex vivo法でBMP遺伝子を導入して移植を行う予定である。

Research Products

• [Publications] M.Nakashima, K.Mizunuma^1, T.Murakami, A.Akamine: "Induction of dental pulp stem cell differentiation into odontoblasts by electroporation-mediated gene delivery of Growth/differentiation factor 11 (Gdf11)"Gene Therapy. 9(in press). (2002)