2024 Fiscal Year Research-status Report
Development of predictive autotransplantation based on the mechanism of periodontal ligament homeostasis
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23K09293
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
北見 恩美 新潟大学, 医歯学系, 非常勤研究員 (00834772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加来 賢 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30547542)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 歯根膜 / Wntシグナル / 歯周組織再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯の自家移植は部分欠損歯列に対する補綴治療手段の1つであり，自己の歯根膜を利用できることが最大の利点である．しかし現状では一定の割合で経過不良が生じ，その原因の多くはアンキローシスとその後の置換性吸収による歯の脱落である．アンキローシスの発症機序は不明であるが，申請者らの研究成果を含む過去の知見から，Wntシグナルにより歯根膜細胞の石灰化系細胞への分化が促進し，歯根膜の恒常性が破綻することで生じると考えられる．そこで本研究では歯根膜特異的にWntシグナルを制御することが可能な遺伝子改変マウスを樹立し，これを用いてWntシグナルが歯根膜の維持と修復に及ぼす影響を解析することを目的とする．本研究は，Wntシグナルによる歯根膜恒常性維持メカニズムを解明し，Wntシグナルの制御によりアンキローシスを抑制することにより，予知性の高い歯の自家移植術の確立を目指すものである．
Wntシグナルは全身的な組織発生と維持に寄与することから，通常の遺伝子改変マウスでは，Wntシグナルの変化によって全身的に重篤な欠陥が生じる可能性が高い．そこで本研究では歯の移植モデルを併用することで，歯周組織特異的，かつ任意のタイミングで遺伝子改変が可能なマウスを作製する．薬剤誘導性にWntシグナルを恒常的に活性化（Catnb1lox(ex3)）または非活性化（Catnb1lox(ex8-13)）させるマウスを用いて，Wntシグナルの人為的操作が，歯周組織再生に及ぼす影響を解析している．
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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
歯根膜特異的な遺伝子操作には未だ成功していないが，移植モデルを用いることでほぼスケジュール通りに組織解析を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
野生型マウスを用い，1-2と同様の再植処置を行った後，3, 7日後に抜去し，歯根膜組織からtotal-RNAを回収して，RNA-seqにて網羅的遺伝子発現解析を行う．解析には“特定の細胞種において特異的に発現する遺伝子群は互いに高い相関を示す”原則に基づき，加重共発現解析により，多様な細胞が混在する条件下においても細胞のクラスタリングが可能なアルゴリズムを用いる．これにより歯根膜修復過程において変化するシグナル伝達経路を歯根膜に存在する細胞種別に解析する．タンパク結合のデータベース(STRING)を用いて，Wntシグナルを中心としたシグナルネットワーク解析を行う．同定されたシグナルについては免疫化学染色にて組織中での発現動態の解析を行う．遺伝子改変マウスを用いた研究はメカニズムの解明には極めて有効であるが，これをそのまま臨床的に応用することはできない．臨床的には化合物を用いたWntシグナルの制御が有効であると考えられることから，抜去歯をWntシグナルの阻害剤で処理した後に，再植処置を行う．Wntシグナルの阻害剤としては，肝硬変の治療薬として治験段階にあるβ-catenin複合体の形成阻害薬 (PRI-724)を用いる．これにより化合物によるWntシグナルの抑制が歯根膜の修復に及ぼす影響を解析し，アンキローシスの抑制効果を検証する．
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| Causes of Carryover |
組織解析に予定した予算に余剰金が生じた．次年度の組織解析費用に充当する．
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