ヒトマラセツ上皮残基由来細胞の単離と特性評価

Isolation and characterization of cells derived from human epithelial rests of Malassez.

• Kayoko Kitajima
• Ridhima Das
• Xiao Liang
• Evelyn Neppelberg
• Anne Christine Johannessen
• Daniela Elena Costea
• Masaru Igarashi

抄録

マラセツ上皮残基（ERM）は、幹細胞の特性を持つ口腔上皮細胞の貴重な供給源である可能性がある。この研究の目的は、ヒトERM由来の細胞を単離して特徴を明らかにし、マッチした正常口腔粘膜(NOM)由来の細胞と比較することであった。抜歯した歯の歯根膜とNOMのマッチした組織標本を収集した。細胞を培養中に単離し、パンシトケラチン、ESA、PDGFRB、CD31およびCD44の発現について免疫組織化学およびフローサイトメトリーで特徴付けた。3次元オルガノタイプの培養は、線維芽細胞が集積されたコラーゲンゲルの上に上皮細胞を増殖させることによって構築された。ERMとNOMから分離した細胞は、上皮系のマーカー（ESAとパンシトケラチン）、およびある程度のPDGFR（より間葉系の表現型の指標）を発現したが、内皮細胞のマーカーであるCD31は発現しなかった。上皮形態を有する細胞は、根の頸部、中間部および先端部の歯根膜から単離されたが、ＮＯＭから細胞を単離した場合と比較して、ＥＳＡおよびパンシトケラチン陽性細胞の割合が有意に低かった（ｐ＜0.001）。ERM細胞は、NOMから単離した細胞（27.8±1.47％、p＜0.001）と比較して、幹細胞関連分子CD44（頸部92.93±0.25％、中間部93.8±0.26％、先端部94.36±0.41％）の有意に高い割合を発現していた。3次元オルガノタイプ培養およびコラーゲンゲル中で培養した場合、ERM細胞はNOM細胞よりも分化していない上皮を形成していたが、パンシトケラチンおよびビメンチンを発現していた。結論として、ヒト歯根膜から上皮細胞を分離し、培養で増殖させることができ、そのインビトロでの特徴付けは、正常口腔上皮由来の細胞と比較して、分化していない表現型を有することを示している。

The epithelial rests of Malassez (ERMs) might represent a valuable source of oral epithelial cells with stem cell properties. The purpose of this study was to isolate and characterize cells derived from human ERM, and compare them with cells derived from matched normal oral mucosa (NOM). Matched tissue specimens of the periodontal ligament of extracted tooth and NOM were collected. Cells were isolated in culture, then characterized by immunohistochemistry and flow cytometry for expression of pancytokeratin, ESA, PDGFRB, CD31 and CD44. 3D organotypic cultures were constructed by growing epithelial cells on top of fibroblast-populated collagen gels. Both ERM and NOM-isolated cells expressed the markers of epithelial lineage (ESA and pancytokeratin), and to some extent PDGFR, an indicator of a more mesenchymal phenotype, but not the endothelial cell marker CD31. Cells with epithelial morphology were isolated from periodontium of cervical, middle and apical parts of the root, but contained a significantly lower percentage of ESA and pancytokeratin-positive cells than when isolating cells from NOM (p < 0.001). ERM cells expressed a significantly higher percentage of the stem cell-related molecule CD44 (cervical 92.93 ± 0.25%, middle 93.8 ± 0.26%, apical 94.36 ± 0.41%) than cells isolated from NOM (27.8 ± 1.47%, p < 0.001). When grown in 3D organotypic cultures and in collagen gels, ERM cells formed a less differentiated epithelium than NOM cells, but expressing pancytokeratin and vimentin. In conclusion, epithelial cells could be isolated from human periodontium and grown in culture; their in vitro characterization indicates that they have a less differentiated phenotype compared with cells derived from normal oral epithelium.