Effects of oral disease on cardiac function

• Project/Area Number: 17K12067
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Social dentistry
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: Ohnuki Yoshiki 鶴見大学, 歯学部, 講師 (50288114)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅木 大輔 鶴見大学, 歯学部, 助教 (10514937) ; 成山 明具美 鶴見大学, 歯学部, 助教 (90440304)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 不正咬合 / 心筋 / 線維化 / アポトーシス / オートファジー / 酸化ストレス / プロプラノロール / Ca2+ / 生理学 / 歯学 / 心不全 / 口腔疾患 / 咀嚼筋

Outline of Final Research Achievements

Various types of stress are associated with increased incidence of cardiovascular disease, but the relationship between occlusal disharmony and cardiovascular disease remain poorly understood. Therefore, in this work, we examined the effects of occlusal disharmony on cardiac homeostasis in bite-opening (BO) mice, in which a 0.7 mm space was introduced by cementing a suitable appliance onto the mandibular incisor. Sympathetic nervous activity and serum corticosterone, a key biomarker for stress, were significantly increased by the 14 days of BO treatment. Cardiac function was significantly decreased by the BO treatment, but propranolol, a non-selective β-blocker, ameliorated the dysfunction. Cardiac fibrosis, myocyte apoptosis and myocyte oxidative DNA damage were significantly increased by the BO treatment, but propranolol blocked these changes. These results suggest that occlusal disharmony might affect cardiac homeostasis via alteration of the autonomic nervous system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

口腔疾患と心疾患の関連性は疫学調査から示唆されているが、その因果関係やメカニズムに関する詳細な報告は少ない。本研究では、不正咬合モデルマウスを用い、口腔機能障害と心疾患の因果関係およびその分子機序を解明した。また、得られた研究成果から、正常な口腔機能の維持が心疾患の予防につながることも示唆された。高齢化社会を迎え、近年増加傾向にある歯周病などの口腔疾患と、死亡原因第2位の心疾患との関連性を調べた本研究の意義はきわめて高い。

Research Products

• [Journal Article] Effects of occlusal disharmony on cardiac fibrosis, myocyte apoptosis and myocyte oxidative DNA damage in mice. (2020)
  • Author(s): Yagisawa Y, Suita K, Ohnuki Y, Ishikawa M, Mototani Y, Ito A, Matsuo I, Hayakawa Y, Nariyama M, Umeki D, Saeki Y, Amitani Y, Nakamura Y, Tomonari H, Okumura
  • Journal Title: PLoS One Volume: 15(7) Issue: 7 Pages: e0236547-e0236547
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0236547
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of occlusal disharmony on susceptibility to atrial fibrillation in mice (2020)
  • Author(s): Suita K, Yagisawa Y, Ohnuki Y, Umeki D, Nariyama M, Ito A, Hayakawa Y, Matsuo I, Mototani Y, Saeki Y, Okumura S
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 10(1) Issue: 1 Pages: 13765-13765
  • DOI: 10.1038/s41598-020-70791-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 実験的咬合異常がマウスの心機能に及ぼす影響について (2020)
  • Author(s): 八木澤由佳、吹田憲治、大貫芳樹、伊藤愛子、梅木大輔、友成博、奥村敏
  • Journal Title: 循環制御 Volume: 41
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of β-adrenergic signaling in masseter muscle. (2019)
  • Author(s): Ito A, Ohnuki Y, Suita K, Ishikawa M, Mototani Y, Shiozawa K, Kawamura N, Yagisawa Y, Nariyama M, Umeki D, Nakamura Y, Okumura S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 14 Issue: 4 Pages: e0215539-e0215539
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0215539
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of chronic Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide infusion on skeletal muscles in mice. (2019)
  • Author(s): Kawamura N, Ohnuki Y, Matsuo I, Suita K, Ishikawa M, Mototani Y, Shiozawa K, Ito A, Yagisawa Y, Hayakawa Y, Nariyama M, Umeki D, Ujiie Y, Gomi K, Okumura S.
  • Journal Title: The Journal of Physiological Sciences Volume: 69 Issue: 3 Pages: 503-511
  • DOI: 10.1007/s12576-019-00670-z
  • NAID: 40021874238
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Relationship between bite size per mouthful and dental arch size in healthy subjects. (2019)
  • Author(s): Shiozawa K, Mototani Y, Suita K, Ito A, Kawamura N, Yagisawa Y, Matsuo I, Hayakawa Y, Nariyama M, Umeki D, Saeki Y, Ohnuki Y, Okumura S.
  • Journal Title: J Physiol Sci Volume: 69 Issue: 1 Pages: 159-163
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0630-8
  • NAID: 40021804812
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of G protein-regulated inducer of neurite outgrowth 3 (GRIN3) in β-arrestin 2-Akt signaling and dopaminergic behaviors. (2018)
  • Author(s): Mototani Y, Okamura T, Goto M, Shimizu Y, Yanobu-Takanashi R, Ito A, Kawamura N, Yagisawa Y, Umeki D, Nariyama M, Suita K, Ohnuki Y, Shiozawa K, Sahara Y, Kozasa T, Saeki Y, Okumura S.
  • Journal Title: Pflugers Arch. Volume: 470 Issue: 6 Pages: 937-947
  • DOI: 10.1007/s00424-018-2124-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 咬合不調和のストレスがマウスの心機能に与える影響 (2021)
  • Author(s): 吹田憲治、大貫芳樹、奥村 敏
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
  • Invited
• [Presentation] 咬合不調和による慢性的な交感神経系の活性化は心房細動に対する脆弱性を高める (2020)
  • Author(s): 吹田憲治、八木澤由佳、早川佳男、伊藤愛子、松尾一朗、梅木大輔、大貫芳樹、奥村 敏
  • Organizer: 第62回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 咬合異常によるストレスはレニンアンジオテンシン系を介し心機能に影響を及ぼす (2020)
  • Author(s): 伊藤愛子、大貫芳樹、梅木大輔、吹田憲治、石川美佐緒、八木澤由佳、松尾一朗、早川佳男、友成 博、奥村 敏
  • Organizer: 第62回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 抗ヘルペス薬（ビダラビン）は咬合異常に起因する心機能障害に対して心機能に影響を及ぼすことなく予防効果を示す (2020)
  • Author(s): 早川佳男、大貫芳樹、吹田憲治、石川美佐緒、伊藤愛子、松尾一朗、清本賢一、角田通則、河原 博、奥村 敏
  • Organizer: 第62回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 咬合不調和はマウスにおいて交感神経の活性化を介して心房細動の脆弱性を高める (2020)
  • Author(s): 吹田憲治、大貫芳樹、奥村敏
  • Organizer: 第97回日本生理学会大会
• [Presentation] 咬合異常マウスの咬筋筋肥大効果におけるmiRNAの役割 (2019)
  • Author(s): 梅木大輔、大貫芳樹、伊藤愛子、八木澤由佳、吹田憲治、石川美佐緒、友成博、奥村敏
  • Organizer: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 咬合異常モデルにおける心臓リモデリングとβアドレナリン受容体遮断薬による抑制効果 (2019)
  • Author(s): 八木澤由佳、大貫芳樹、梅木大輔、吹田憲治、伊藤愛子、早川佳男、松尾一郎、中村芳樹、友成博、奥村敏
  • Organizer: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 口腔内ストレスは心房組織のリモデリングを誘導して心房細動のリスクを高める (2019)
  • Author(s): 吹田憲治
  • Organizer: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] 口腔のストレスに起因する心疾患に対する抗ヘルペス薬（ビダラビン）の予防効果 (2019)
  • Author(s): 早川佳男、大貫芳樹、吹田憲治、石川美紗緒、伊藤愛子、川村直矢、八木澤由佳、松尾一朗、河原博、奥村敏
  • Organizer: 第61回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 咬合異常モデルにおける心臓リモデリングとβアドレナリン受容体遮断薬による抑制効果 (2019)
  • Author(s): 八木澤由佳、大貫芳樹、梅木大輔、伊藤愛子、中村芳樹、奥村敏、友成博
  • Organizer: 第78回日本矯正歯科学会学術大会
• [Presentation] 咬筋におけるβアドレナリン受容体およびcAMP 活性化因子Epac の役割 (2018)
  • Author(s): 大貫芳樹，梅木大輔，伊藤愛子，川村直矢，八木澤由佳，早川佳男，松尾一朗，石川美佐緒，吹田憲治，成山明具美，奥村敏
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] 強制的開口負荷が心機能および心筋細胞内シグナル伝達に与える影響の解析 (2018)
  • Author(s): 吹田憲治，八木澤由佳，大貫芳樹，梅木大輔，石川美紗緒，伊藤愛子，川村直矢，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 強制的開口モデルにおける心臓リモデリングとβアドレナリン受容体遮断薬による抑制効果 (2018)
  • Author(s): 八木澤由佳，大貫芳樹，梅木大輔，吹田憲治，伊藤愛子，川村直矢，石川美佐緒，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 強制的開口によるマウス咬筋筋肥大効果に対するデキサメタゾンの拮抗作用 (2018)
  • Author(s): 梅木大輔，大貫芳樹，伊藤愛子，八木澤由佳，川村直矢，吹田憲治，石川美佐緒，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] Roles of Epac1 in the regulation of contractility in cardiac muscle. (2018)
  • Author(s): Ohnuki Y, Suita K, Okumura S.
  • Organizer: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Epac1トランスジェニックマウスにおける心筋線維の収縮特性 (2018)
  • Author(s): 大貫芳樹、奥村敏
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会
  • Invited
• [Presentation] 強制的開口負荷がマウスの心臓に与える影響 (2018)
  • Author(s): 吹田憲治、大貫芳樹、奥村敏
  • Organizer: 第95回日本生理学会大会
• [Presentation] マウス咀嚼筋適応機構の解明 (2017)
  • Author(s): 梅木大輔，大貫芳樹，伊藤愛子，八木澤由佳，成山明具美，川村直矢，吹田憲治，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] 開口負荷がマウスの心房に与える影響 (2017)
  • Author(s): 吹田憲治，八木澤由佳，大貫芳樹，梅木大輔，石川美佐緒，伊藤愛子，川村直矢，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] Polphyromonas gingivalis由来LPS が心筋，骨格筋に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 川村直矢，大貫芳樹，吹田憲治，梅木大輔，梅木大輔，氏家優子，伊藤愛子，五味一博，奥村敏
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 咬筋におけるβアドレナリン受容体シグナルのサブタイプ特異的な役割 (2017)
  • Author(s): 伊藤愛子，大貫芳樹，梅木大輔，石川美佐緒，吹田憲治，川村直矢，八木澤由佳，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 強制的開口モデルによる心臓リモデリングとベータ遮断薬による抑制効果 (2017)
  • Author(s): 八木澤由佳，大貫芳樹，梅木大輔，石川美佐緒，川村直矢，伊藤愛子，吹田憲治，中村芳樹，奥村敏
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会学術大会