A novel trial for periodontitis treatment by administering anti-FLT1 antibody to the naturally-occurred periodontitis-affected cynomolgus monkey gingiva
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20K07344
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49010:Pathological biochemistry-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
山口 洋子 日本大学, 歯学部, 講師 (00239922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 光宏 奥羽大学, 薬学部, 教授 (30194145)
齋藤 朗 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90591412)
山海 直 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 霊長類医科学研究センター, 再雇用職員 (80300937)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 生体外歯周炎モデル / 歯周炎関連線維芽細胞 / VEGFR阻害剤 / コラーゲン分解 / 初代培養細胞 / 初代培養 / 三次元培養 / 歯周炎治療薬 / 3次元培養 / カニクイザル / FLT-1 / 歯周炎治療 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らは、歯周炎原因細胞と目される、歯周炎関連線維芽細胞（PAF）を重度歯周炎罹患歯肉から分離し、「生体外歯周炎モデル」を確立した。このモデルの遺伝子発現を調べたところ、血管内皮細胞増殖因子受容体1（VEGFR1）が高発現し、VEGFRキナーゼ阻害剤がこのモデルのコラーゲン分解を顕著に阻害した。しかし、このキナーゼ阻害剤を治療薬に用いると、血管新生阻害という副作用が予想された。そこで本研究では、VEGFR1を特異的にブロックする抗体を用い、モデルでその効果を試すとともに、歯周炎を自然発症したカニクイザルに局所投与してその有効性を調べ、抗体の局所投与による新しい歯周炎治療法を提案したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、歯周組織を構成する歯肉上皮細胞と歯肉線維芽細胞を組み合わせた３次元培養「生体外歯周炎モデル」を構築し、極度のコラーゲン分解を引き起こす歯周炎関連線維芽細胞（PAF）が重度歯周炎罹患歯肉に存在することを発見した。今までにこのモデルを用いてVEGFR1キナーゼ阻害剤がコラーゲン分解を抑制することから、VEGFR1が重要な治療標的候補分子であることを報告してきた。新型コロナ感染拡大による研究環境の制限が生じたことから、当初の研究計画を大きく見直した。歯周組織に存在する細胞群から、歯周炎の成り立ちに関与する細胞を明らかにするため、シングルセルRNA-seq 解析をおこなうこととして準備を重ねてきた。しかし研究倫理申請の手続きなどに時間がかかり、今年度中に解析を行うことが出来なかった。
そこで、動物をもちいた実験の代替として、申請者らが確立した歯周炎患者由来の初代培養細胞から構築した「生体外歯周炎モデル」を用い、コラーゲン分解を指標に、VEGFR1の歯周炎への関与を検討した。特異的なVEGFR1キナーゼ阻害剤が存在しないことから、複数の阻害剤の効果を検討した。もっとも低濃度でコラーゲン分解阻害作用を示したVEGFR1/2とPDGFRを阻害するマルチキナーゼ阻害剤であるレゴラフェニブを用い、３症例に由来するPAFを培養したコラーゲンゲルのマイクロアレイ解析を行った。その結果、独立した3症例に共通して発現上昇した52遺伝子、発現低下した64遺伝子を同定した。それらの中には、細胞外マトリックスの構築や創傷治癒の制御に関わる遺伝子が多かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナ感染拡大による研究環境の制限および共同研究者が逝去したことから当初の研究計画を大きく見直した。
ヒト歯周炎由来細胞を用いたシングルセルRNA-seq解析を行い、歯周炎に罹患することで歯周組織に存在する細胞群にどのような変化が現れるかを検討する予定でいたが、研究倫理申請に時間がかかり、なかなか承認を得られなかったことで大幅に研究が遅れている。承認が得られる時期が不明だったため、動物実験の代替法である「生体外歯周炎モデル」を用い、入手可能な各種抗体・阻害剤を作用させてコラーゲン分解阻害効果を検証する実験を展開することで、臨床的意義を実証することとした。また、VEGFR1タンパク質およびVEGF中和抗体を「生体外歯周炎モデル」に作用させ、VEGFR1のコラーゲン分解への関与を確認した。その中で、すでに他の疾患の治療薬として認可されている、VEGFR1/2とPDGFRを阻害するマルチキナーゼ阻害剤であるレゴラフェニブが低濃度でコラーゲン分解阻害作用を示した。独立した３症例に由来するPAFを用いて「生体外歯周炎モデル」を構築し、コラーゲンゲルにレゴラフェニブを作用させてRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。3症例で共通して発現上昇・低下を示した遺伝子群を同定しており、これらの解析結果について論文執筆中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
VEGFR1/2とPDGFRを阻害するマルチキナーゼ阻害剤であるレゴラフェニブが低濃度でコラーゲン分解阻害作用を示した。３症例に由来するPAFを用いて「生体外歯周炎モデル」を構築し、コラーゲンゲルにレゴラフェニブを作用させてRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。独立した3症例で共通して発現上昇・低下を示した遺伝子群を同定した。これらには、細胞外マトリックスの調整や創傷治癒の制御に関与している遺伝子が多く含まれており、歯周炎の病態との関連性について検討を進めていく予定である。
現在は研究倫理申請が承認され、シングルセルRNA-seq 解析を依頼できる見込みがたち、準備を進めている段階である。シングルセルRNA-seq 解析結果をもとに歯周炎罹患歯肉に特異的に存在する細胞集団を見出し、歯周炎の発症機序ならびに歯周炎治療の標的となる分子の同定を目指している。
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Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
