An ex vivo organ culture screening model revealed that low temperature conditions prevent side effects of anticancer drugs

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  • 田, 甜
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 宮﨑, 佳奈子
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 千葉, 雄太
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座小児口腔医学
  • 鮒田, 啓太
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 湯田, 智美
    九州大学大学院歯学府院歯学専攻口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 水田, 敢士
    九州大学大学院歯学府院歯学専攻口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 傅, 堯
    九州大学大学院歯学府院歯学専攻口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 川原, 純平
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • Han, Xue
    Department of Pediatric Dentistry, School and Hospital of Stomatology, Tongji University Shanghai Engineering Research Centre of Tooth Restoration and Regeneration
  • 安藤, 優那
    九州大学医学部医学科
  • 鮒田, 亜実
    九州大学大学院歯学府歯学専攻口腔顎顔面病態学講座顎顔面腫瘍制御学
  • 山田, 亜矢
    東北大学
  • 岩本, 勉
    東京医科歯科大学
  • 中村, 誠司
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔顎顔面病態学講座顎顔面腫瘍制御学
  • 高橋, 一郎
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学
  • 福本, 敏
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座小児口腔医学 東北大学
  • 吉﨑, 恵悟
    九州大学大学院歯学研究院歯学部門口腔保健推進学講座歯科矯正学

抄録

Development of chemotherapy has led to a high survival rate of cancer patients; however, the severe side effects of anticancer drugs, including organ hypoplasia, persist. To assume the side effect of anticancer drugs, we established a new ex vivo screening model and described a method for suppressing side effects. Cyclophosphamide (CPA) is a commonly used anticancer drug and causes severe side effects in developing organs with intensive proliferation, including the teeth and hair. Using the organ culture model, we found that treatment with CPA disturbed the growth of tooth germs by inducing DNA damage, apoptosis and suppressing cellular proliferation and differentiation. Furthermore, low temperature suppressed CPA-mediated inhibition of organ development. Our ex vivo and in vitro analysis revealed that low temperature impeded Rb phosphorylation and caused cell cycle arrest at the G1 phase during CPA treatment. This can prevent the CPA-mediated cell damage of DNA replication caused by the cross-linking reaction of CPA. Our findings suggest that the side effects of anticancer drugs on organ development can be avoided by maintaining the internal environment under low temperature.

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