歯胚移植医療の発展に向けた革新的歯胚分割技術の確立

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670835
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 辻 孝 東京理科大学, 総合研究機構, 教授 (50339131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 正充 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (00548307)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 再生医工学 / 歯 / 器官形成

Research Abstract

平成25年度の研究実施計画に従って進捗し、下記の研究成果を得た。
１. 歯胚分割技術の構築
帽状期のマウス胎仔歯胚を用いて、機械的切断と結紮による歯胚分割方法を検討した。分割された２つの歯胚は、器官培養において正常な発生が生じること器官培養にて示された。また、これらの分割方法を歯胚の複数箇所に行うと複数個の歯胚が発生することが明らかとなった。歯胚発生時期の異なる歯胚に分割操作を加えた場合には、帽状期および鐘状期前期の歯胚では機械的切断および結紮による方法にて分割可能であったのに対し、鐘状期後期になると機械的切断では正常に発生しないことが判明した。歯胚結紮による分割歯胚の発生について細胞動態・増殖の観点からタイムラプスを用いて観察したところ、結紮面の上皮細胞が陥入することにより、２つの歯として発生していることが示唆された。以上の結果から、発生初期における歯胚の分割操作により、複数個の歯胚を発生させる技術を確立した。
２. 分割歯胚における歯形成能の検討
研究項目１で達成した歯胚分割技術を用いて、分割操作を行った歯胚を腎臓皮膜下に移植することにより、天然歯と同等の組織構造を有する二つの分割歯の発生が認められた。生体内で発生した２つの分割歯は各々独立した歯根と歯周組織を有していることが判明した。さらに発生したそれぞれの分割歯は天然歯と比較して歯冠の大きさや咬頭数がほぼ半分になることから、歯胚誘導における活性化因子と抑制因子によって決定された歯胚の大きさが変化することなく、帽状期までの期間に歯胚領域が分断されれば、はじめの歯胚領域に従って分割歯の大きさが決定されることが示唆された。以上の結果から、分割技術を利用した分割歯胚は生体内で複数個の成熟歯となることが実証された。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究課題では、新たな歯科再生医療としての分割歯胚移植治療の概念実証に向けて、今年度の研究成果により項目１）歯胚分割技術が確立できた。さらに、項目２）分割歯胚が正常に発生することを示すと共に、平成26年度計画の項目４）口腔内における分割歯が正常な歯の組織構造を有して発生し、歯の大きさに関しても解析できたことから、本研究課題の年度計画以上に進捗したと判断される。

Strategy for Future Research Activity

平成２５年度において、研究項目１）、２）、４）について目標達成できたことから、平成２６年度は項目３）と５）について重点的に研究を推進する。項目３）において、歯胚分割においてその発生メカニズムを解析すると共に、歯の大きさの制御機構についても解析を進めたいと考えている。さらに項目５）において、口腔内に萌出した分割歯に対して、実験的矯正や分割歯への神経侵入や中枢への侵害刺激の伝達能を解析することにより、歯の生理機能について詳細に解析する。これらの研究の推進により、分割歯胚移植治療の実現可能性を実証する。