歯髄幹細胞由来液性因子による口腔乾燥症の新規治療法の開発

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04404
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 山本 朗仁 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (50244083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石丸 直澄 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60314879) ; 阪井 丘芳 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (90379082)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 歯髄幹細胞 / 培養上清 / 唾液腺 / シェーグレン症候群 / 放射線障害

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではヒト乳歯および永久歯歯髄幹細胞由来の分泌因子群を無血清培養上清（CM）として回収し、シェーグレン症候群や放射線照射後の急性唾液腺炎モデルマウスなどに投与して治療効果を検証する。さらに唾液腺初代培養系を用いて治療効果メカニズムを解明するとともに、口腔乾燥症に対する治療効果因子をプロテオーム解析にて同定する。口腔組織由来幹細胞の唾液腺修復・再生に与える影響を解明し、口腔乾燥症に対する新たな治療戦略の創出を目指している。平成30年度は、放射線照射マウスによって局所照射モデルの制作を行った。涙腺、耳下腺、顎下腺、舌下線および所属リンパ節の損傷程度を組織学的に評価、細胞死をTunel染色で評価した。唾液腺機能評価のため、唾液腺の重量、ピロカルピンで刺激したのちの唾液量を測定した。CM処理にて特定の細胞集団の増殖活性が亢進することを見出した。細胞系譜解析を行い、増殖細胞の性状を明らかにした。一方、様々な幹細胞由来の培養上清を放射線照射マウスに静脈内したところ、いくつかのCMでは唾液腺治療効果が検出できなかった。プロテオミックス解析にてCMが含有する効果因子を同定した。今後、in vitroやin vivo系を用いて唾液腺再生効果を評価する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、以下の3項目を達成目標としている。（１）シェーグレン症候群や放射線照射に伴う唾液腺障害マウスに歯髄幹細胞CMを投与し治療効果および治癒メカニズムを検証する。（２）唾液腺初代培養を用いて、唾液腺実質細胞に対する歯髄幹細胞CMの修復・再生効果を検討する。（３）歯髄幹細胞CMのプロテオーム解析で唾液腺再生に関わる因子を同定し、因子のみでの治療効果を検証する。
これらの目標の中で（１）病態モデルの制作、評価系の確立に一定の成果が得られている。さらに歯髄幹細胞CMの治療効果を確認している。（２）胎児期の唾液腺原基を使った初代培養に加えて、ESやiPS細胞を使った唾液腺オルガノイド培養技術の開発を進めている。（３）のプロテオーム解析にてCMの有力な治療効果因子を同定している。令和元年には、歯髄幹細胞CMの因子を使った唾液腺再生医療の可能性を検証できる。

Strategy for Future Research Activity

今後の課題は以下のX点と考える
１、成人マウスの唾液腺細胞を使ったオルガノイドを制作し、放射線照射後の細胞死や増殖に歯髄幹細胞CMが与える影響を解析する。２、ES細胞から唾液腺オルガノイドを制作して、放射線照射後の細胞死や増殖に歯髄幹細胞CMが与える影響を解析する。３、歯髄幹細胞CMのプロテオーム解析によって同定した、新規唾液腺再生因子群の機能解析を上記のオルガノイド系を用いて解析する。４、歯髄幹細胞CMの治療効果が、培養上清中のエクソソームによる可能性を検討するため、超遠心法でエクソソームを回収し、 in vitroやin vivo系を用いて唾液腺再生効果を評価する。これらの包括的な解析によって、歯髄幹細胞CMの唾液腺再生メカニズムの詳細を検討する。