2019 Fiscal Year Research-status Report
iPS創薬とゲノム創薬の融合による歯根膜幹細胞賦活化物質の創出と再生医療への応用
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18K19651
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
友清 淳 九州大学, 大学病院, 講師 (20507777)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
長谷川 大学 九州大学, 大学病院, 助教 (20757992) [Withdrawn]
吉田 晋一郎 九州大学, 大学病院, 助教 (30778866)
濱野 さゆり 九州大学, 歯学研究院, 助教 (40757978)
和田 尚久 九州大学, 大学病院, 教授 (60380466)
杉井 英樹 九州大学, 大学病院, 助教 (80802280)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 歯根膜幹細胞 / 神経堤細胞 / iPS細胞 / 再生医療 / ゲノム創薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
iPSC-NCLCからiPSC-NCLC-PDLへの分化過程における遺伝子発現比較を行い、神経堤細胞からPDLSCへと分化する過程において、発現が大きく亢進する遺伝子群について解析を行った。その結果、ある遺伝子ファミリーにおいて、発現量の変化した遺伝子が複数認められた。さらに神経堤細胞株であるSK-N-SHを歯根膜幹細胞へと分化誘導したところ、iPS細胞を用いた場合と同様に、この遺伝子ファミリーの発現変動を認めた。これらの結果から、この遺伝子ファミリーが神経堤細胞が歯根膜幹細胞へと分化する上で、重要な役割を果たす遺伝子群である可能性が示唆された。次に、この遺伝子ファミリーを標的とする化合物が既に幾つか同定されていることから、その中から２種類の低分子化合物を選択し、SK-N-SHを歯根膜幹細胞へと分化誘導する際に、これらを添加し培養を行った。その結果、片方の低分子化合物は歯根膜幹細胞への分化を促進したが、もう片方の低分子化合物では、濃度や投与期間を変化させ添加を行ったにもかかわらず、歯根膜幹細胞分化誘導促進効果が認められなかった。これらの低分子化合物は、同じ遺伝子ファミリーを標的とするが、作用機序が異なることが明らかとなっている。したがって、神経堤細胞を歯根膜細胞へと分化誘導する際には、ある遺伝子ファミリーを標的とする上で、特定の作用機序が重要であることが示唆された。以上の結果から、本研究では、この遺伝子ファミリーを標的とするある低分子化合物が、神経堤細胞の歯根膜幹細胞への分化を促進する可能性を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、iPSC-NCLCからiPSC-NCLC-PDLへの分化過程における遺伝子発現比較を行い、神経堤細胞からPDLSCへと分化するのに重要な遺伝子群を明らかにし、それらを標的とする化合物を明らかにすることで、新しい歯周組織再生剤を創薬することである。これまでに、マイクロアレイ解析の結果から、神経堤細胞が歯根膜幹細胞へと分化する上で、重要な役割を果たすと考えられる遺伝子ファミリーを明らかにすることができた。本年度は、この遺伝子ファミリーを標的とする低分子化合物の中に、神経堤細胞の歯根膜幹細胞への分化を促進するものと、そうでないものが含まれることを明らかにすることができた。現在、化合物の至適濃度や、投与期間に関して実験を進めていることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、本研究にて同定した低分子化合物の至適濃度や、投与期間に関して実験を進めている。またこの低分子化合物と同じ作用機序にて、標的とする遺伝子ファミリーの発現量に変化を及ぼすものが存在する可能性がある。そのため、他の低分子化合物に関しても、神経堤細胞から歯根膜幹細胞への分化に及ぼす影響について検討を行う予定である。それらの結果をもとに、歯周病動物実験モデルを用いたin vivo実験を行い、化合物の歯周組織再生能に関して評価を行うことを検討している。その際、比較対象として、現在臨床で用いられている歯周組織再生剤であるエムドゲインやリグロスを用いることを計画している。良好な結果が得られた場合には、低分子化合物に対する毒性試験を行い、安全性に関しても評価を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度までに、目的としていた低分子化合物の同定を行うことができた。しかしながら、この低分子化合物よりも、神経堤細胞を歯根膜幹細胞へと分化誘導する作用の高いものが存在する可能性がある。それらを選出するため、ハイスループットスクリーニングを行う予定であったが、実施に必要な遺伝子組み換え神経堤細胞株の作製が完了しなかった。そのため、ハイスループットスクリーニングに必要な予算を次年度へ繰り越すこととなった。
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[Journal Article] Expression and function of dopamine in odontoblasts2019
Author(s)
Fujino Shoko、Hamano Sayuri、Tomokiyo Atsushi、Itoyama Tomohiro、Hasegawa Daigaku、Sugii Hideki、Yoshida Shinichiro、Washio Ayako、Nozu Aoi、Ono Taiga、Wada Naohisa、Kitamura Chiaki、Maeda Hidefumi
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Journal Title
Journal of Cellular Physiology
Volume: 235
Pages: 4376～4387
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Effects of dopamine on odontoblastic differentiation through PKA signaling.2019
Author(s)
Shoko Fujino, Hamano Sayuri, Atsushi Tomokiyo, Daigaku Hasegawa, Shinichiro Yoshida, Hideki Sugii, Ayako Washio, Hiromi Mitarai, Naohisa Wada, Chiaki Kitamura, Hidefumi Maeda.
Organizer
The 97th General Session & Exhibition of the IADR
Int'l Joint Research
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