歯根膜培養上清とエピゲノム修飾技術を応用した歯髄誘導型人工的歯根膜の作製

利用牙周膜培养上清液和表观基因组修饰技术创建牙髓诱导的人工牙周膜

• 批准号: 21K17025
• 负责人: 原田 文也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Health Sciences University of Hokkaido
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17025/
• 关键词: 歯周組織再生; エピジェネティクス修飾; 歯根膜線維芽細胞; 歯髄－歯根膜線維芽細胞相違遺伝子; 歯髄誘導型人工歯根膜

歯牙への栄養供給を行う歯髄組織に存在する歯髄幹細胞は、再生医療への応用可能性が示唆されているが、臨床応用へは未だ進んでいない。一方、歯根膜の喪失を主体とした歯周炎では、エムドゲインなどの歯周組織再生療法が臨床応用されているが、その適応症は中等度歯周炎までに限定されており、抜歯適応となる重度歯周炎に対しての有効な治療法は未だ無い。歯髄と歯根膜は線維芽細胞を主体とした複数の細胞集合体であり、それぞれ幹細胞も存在するなど共通点もあるが、マラッセ上皮細胞の有無などによる機能遺伝子の違いもある。その違いを改良し、歯髄を歯根膜様組織へ誘導できれば新たな歯周組織再生療法として応用可能になると考える。本研究では、歯髄でOFFになっている歯根膜機能遺伝子の発現誘導を行い、歯髄誘導型人工的歯根膜を作製することを目的とする。今年度は、歯髄と歯根膜の機能遺伝子の違いを解析するために、歯髄培養細胞と歯根膜培養細胞からtotal RNAを抽出後、次世代シーケンサーによるRNA発現網羅的解析を行った。その結果、昨年度の定量的RT-PCR法で確認した、歯髄―歯根膜誘導群で発現上昇した歯根膜機能遺伝子PERIOSTINおよびS100 calcium-binding protein A4 (S100A4)、neural cell adhesion molecule 1 (NCAM1)について、歯髄サンプルに比べ歯根膜サンプルでの発現上昇傾向を認めた。さらに、歯根膜サンプルでは歯髄サンプルに比べ発現の上昇した上位20位遺伝子にKERATIN14, 16が該当した。KERATIN 14, 16は歯髄には存在しないが歯根膜に存在するマラッセ上皮遺残の発現遺伝子であることから、Keratin 14, 16は歯髄を歯根膜に誘導するための重要な遺伝子である可能性が示唆された。

尽管已经提出在牙髓组织中存在的纸浆干细胞为牙齿提供营养，这可能有可能应用于再生医学，但临床应用尚未进行。另一方面，牙周炎主要涉及牙周韧带的丧失，已经进行了牙周组织再生治疗（例如MDGAIN）的临床应用，但这些适应症仅限于中度牙周炎，并且没有有效的严重牙周炎治疗，这是拔牙的指示。纸浆和牙周韧带是多个细胞组件，主要由成纤维细胞组成，每个细胞组件都有一些共同点，例如干细胞，但是功能基因的差异取决于存在或不存在疟疾上皮细胞。如果可以改善差异，并且可以将牙髓引导到牙周韧带样组织中，则可以将其用作一种新的牙周组织再生疗法。这项研究旨在诱导牙髓关闭的牙周韧带功能基因的表达，并创建纸浆诱导的人工牙周韧带。今年，为了分析纸浆和牙周韧带之间功能基因的差异，从纸浆培养的细胞和牙周韧带培养的细胞中提取总RNA，然后使用下一代序列仪对RNA表达进行全面分析。结果，牙周韧带功能基因骨膜素，S100钙结合蛋白A4（S100A4）和神经细胞粘附分子1（NCAM1），这些分子（NCAM1）在纸浆周期韧带组中表达，在上一年中通过定量RT-PCR方法证实了这些样品中的样品中的样品中，这些方法均在样本中增加了样本。此外，与牙周韧带样品中的纸浆样品相比，角蛋白14和16是表达增加的前20个基因。角蛋白14和16是表达的基因的基因，这些基因的基因是果肉中不存在但存在于牙周韧带中的基因，这表明角蛋白14和16可能是将牙髓诱导到牙周韧带中的重要基因。

项目成果

thylation analysis of epithelial-mesenchymal cell populations induced into periodontal ligament-like cells

诱导成牙周膜样细胞的上皮间充质细胞群的甲基化分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Fumiya Harada;Koki Yoshida;Shuhei Takahashi;Aya Onishi;Dedy Ariwansa;Ariuntsetseg Khurelchuluun;Durga Paudel;Daichi Hiraki;Tetsuro Morikawa;Osamu Uehara;Jun Sato;Yoshihiro Abiko;Hiroki Nagayasu
• 通讯作者: Hiroki Nagayasu

Phenotypic transformation of dental pulp cells into periodontal ligament-like cells.

牙髓细胞向牙周膜样细胞的表型转化。

• 发表时间: 2022
• 作者: Onishi Aya;Yoshida Koki;Morikawa Tetsuro;Paudel Durga;Takahashi Shuhei;Khurelchuluun Ariuntsetseg;Ariwansa Dedy;Harada Fumiya;Uehara Osamu;Kurashige Yoshihito;Abiko Yoshihiro;高橋 周平，原田 文也，吉田 光希，Dedy Ariwansa， Ariuntsetseg Khurelchuluun，Durga Paudel，森川 哲郎，植原 治，永易 裕樹，安彦 善裕;Shuhei Takahashi，Koki Yoshida，Durga Paudel，Fumiya Harada，Tetsuro Morikawa，Yoshihiro Abiko
• 通讯作者: Shuhei Takahashi，Koki Yoshida，Durga Paudel，Fumiya Harada，Tetsuro Morikawa，Yoshihiro Abiko

Expression analysis of periodontal ligament-related genes in co-culture of dental pulp cells and ERM applying epigenome modification

表观基因组修饰牙髓细胞与ERM共培养中牙周膜相关基因的表达分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Koki Yoshida;Fumiya Harada;Daichi Hiraki;Hiroki Nagayasu;Yoshihiro Abiko
• 通讯作者: Yoshihiro Abiko

Induction of dental pulp cells into periodontal ligament-like cells using epigenetics

利用表观遗传学将牙髓细胞诱导成牙周膜样细胞

• 发表时间: 2021
• 作者: Shuhei Takahashi;Koki Yoshida;Durga Paudel;Dedy Ariwansa;Ariuntsetseg Khurelchuluun;Aya Onishi;Tetsuro Morikawa;Daichi Hiraki;Fumiya Harada;Osamu Uehara;Jun Sato;Hiroki Nagayasu;Yoshihiro Abiko
• 通讯作者: Yoshihiro Abiko

歯根膜培養上清を用いた歯髄細胞の歯根膜様細胞への誘導におけるメチル化解析

利用牙周膜培养上清液诱导牙髓细胞分化为牙周膜样细胞的甲基化分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Onishi Aya;Yoshida Koki;Morikawa Tetsuro;Paudel Durga;Takahashi Shuhei;Khurelchuluun Ariuntsetseg;Ariwansa Dedy;Harada Fumiya;Uehara Osamu;Kurashige Yoshihito;Abiko Yoshihiro;高橋 周平，原田 文也，吉田 光希，Dedy Ariwansa， Ariuntsetseg Khurelchuluun，Durga Paudel，森川 哲郎，植原 治，永易 裕樹，安彦 善裕
• 通讯作者: 高橋 周平，原田 文也，吉田 光希，Dedy Ariwansa， Ariuntsetseg Khurelchuluun，Durga Paudel，森川 哲郎，植原 治，永易 裕樹，安彦 善裕