2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトiPS細胞から誘導した神経堤細胞による歯の再生と歯形成細胞への分化機構の解明
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15H05037
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
本田 雅規 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70361623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯口 眞紀 日本大学, 歯学部, 助手 (00256885)
鳥海 拓 日本大学, 歯学部, 助手 (40610308)
磯川 桂太郎 日本大学, 歯学部, 教授 (50168283)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ヒトiPS細胞 / 神経堤細胞 / ヒト歯髄細胞 / エナメル芽細胞 / 象牙芽細胞 / セメント芽細胞 / 移植 / ブタ歯胚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト乳歯歯髄細胞から山中4因子と3因子を導入することで，iPS細胞のクローンを樹立した。本年度は，二つの目標を立てた。第一は，樹立したiPS細胞から神経堤細胞に誘導する方法を確立することである。第二は，我々が樹立したヒトiPS細胞のエナメル芽細胞，象牙芽細胞，セメント芽細胞へ分化能を確認することである。ヒト乳歯歯髄細胞から樹立したiPS細胞は、in vitroにおいてES細胞マーカーを発現していた。さらに、iPS細胞をラットの精巣に移植すると奇形腫を形成し、疎の組織学的解析により、3胚葉に分化していることを確認できたので、iPS細胞の能力をもつiPS細胞が樹立できたと考えた。第2の目標を達成するために、ブタの鐘状期歯胚の細胞を、iPS細胞の分化誘導細胞として検討した。我々は、すでに、ブタの小上記支配から単離できるエナメル器、歯乳頭および歯小嚢からエナメル質、象牙質、セメント質が再生できることを確認しているので、分化誘導細胞として適していると考えた。ヒトiPS細胞とブタ歯胚細胞と混合後に、ヌードラットの大網に移植して、16週後に、奇形腫の中に、硬組織の形成が確認できた。そこで、組織学的に解析すると、エナメル質、象牙質およびセメント質が再生していることの確認が取れたので、これらの組織を形成している細胞がiPS細胞由来であることを、ヒトミトコンドリア抗体を用いて解析した。エナメル芽細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞、骨芽細胞およびセメント細胞は、ヒトミトコンドリア抗体に陽性像を示し、各細胞の特異的なマーカーも陽性像をしました。これらの結果から、移植したiPS細胞がエナメル芽細胞、象牙芽細胞、セメント芽細胞に分化したと考えて、第二の目標も達成できたと考えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度の計画目標は進呈細胞による歯の再生方法の確立と題して，具体的には，ヒト歯髄細胞からiPS細胞の樹立，ヒトiPS細胞から神経堤細胞への分化方法の確立，ブタの歯胚と神経堤細胞を混合させて移植実験を行うことであった。その中で，乳歯の歯髄細胞からiPS細胞の樹立はできて，本研究で必要なiPS細胞の細胞数は確保できた。次に，iPS細胞から神経堤細胞への分化誘導法については，ヒトES細胞から神経堤細胞への分化誘導法を参考にして，分化誘導を行うと，神経堤細胞用の細胞が見られ，この細胞はシュワン細胞に分化したことから，神経堤細胞への分化誘導法も確立できたと考えた。神経堤細胞と混合させる細胞源となるブタの歯胚細胞の採取方法は，以前より確立していること，さらに，移植部位についてもすでに確立された方法があることから，ここまでの研究については，順調に進展したと考えた。次に，ブタの歯胚組織および歯胚細胞と神経堤細胞を混合させて，ヌードラットの大網に移植することが数回行ったが，硬組織の形成は確認，特に，軟骨組織は有意に再生できることを確認したが，象牙質やセメント質などの歯の組織再生は未だ，観察できていない。そこで，現在までの進展状況として，やや遅れていると判断し，区分分けした。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度まだ達成できていないこととして，神経堤細胞を移植した時に，歯の組織の再生が確認できていないことである。したがって，本年度は，神経堤細胞と歯胚細胞を混合させて移植することを最重要課題として取り組む。まずは，神経堤細胞をさらに分化させて間葉系幹細胞まで誘導させて移植することに取り組む。次に，歯胚の上皮細胞の数等を検討して，移植実験を行う。これらのことを行っても，神経堤細胞から歯の組織が再生されない場合には，マウスの胎生期の上皮組織および上皮細胞を分取・単離することで，未分化な上皮細胞を大量に採取し，神経堤細胞と混合させて，ヌードラットの大網に移植することで，歯の組織再生を確認することで，ヒトiPS細胞から分化誘導させた神経堤細胞の歯の組織系能を確認する。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Use of Rat Mature Adipocyte-Derived Deffirentiated Fat Cells as a Cell Source for Periodontal Tissue Regeneration.2016
Author(s)
Akita D, Kano K, Saito-Tamura Y, Mashimo T, Sato-Shionome M, Tsurumachi N, Yamanaka K, Kaneko T Toriumi T, Arai Y, Tsukimura N, Matsumoto T, Ishigami T, Iisokawa K, Honda M.
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Journal Title
Front Physiol
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Small Buccal Fat Pad Cells Have High Osteogenic Differentiation potential.2016
Author(s)
Tsurumachi N, Akita D, Kano K, Matsumoto T, Toriumi T, Kazama T, oki Y, Tamura Y, Tonoji M, Iisokawa K, Shimizu N, Honda M.
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Journal Title
Tissue Eng Part C Methods
Volume: 22(3)
Pages: 250-9
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Characterization of mesenchymal progenitor cells in the crown and root pulp of primary teeth2015
Author(s)
Toriumi T, Takayama N, Murakami M, Sato M, Yuguchi M, Yamazaki Y, Eto K, Otsu M, Nakauchi H, Shirakawa T, Isokawa K, Honda MJ.
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Journal Title
Biomed Res
Volume: 36(1)
Pages: 31-45
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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