口腔粘膜における光受容機序を探る～光受容タンパク質の作用～

• Project/Area Number: 20K18456
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 楠元 順哉 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (00870205)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 光受容 / 光受容タンパク質 / 口腔粘膜 / 口腔内細菌

Outline of Research at the Start

ヒトの唾液腺を含む口腔粘膜に光受容タンパク質が発現し機能している、という仮説の下、ヒト口腔粘膜組織ならびに培養細胞において、光受容タンパク質の発現を分子生物学的・生化学的手法を用いて確認する。そして、光照射により、培養細胞において光受容タンパク質を介したシグナル伝達が起こるか確認する。一方で、光照射による口腔内細菌への影響についても調査する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、口腔粘膜で光受容タンパク質であるOPN類が発現しているか、またその機能にちなんで光応答しているかを明らかにすることを目的とした。
まず、口腔粘膜培養細胞ならびに患者から得られた手術検体を用いて、OPN類の遺伝子発現の有無をシーケンス解析で確認した。その結果、少なくともOPN2,3,4は口腔粘膜に発現していることが明らかにできた。次に、口腔粘膜培養細胞におけるOPN類の発現量の違いを、細胞種ごとにリアルタイムPCRで定量解析したところ、現時点ではOPN3の発現量が最も多く、また細胞種によって異なることを明らかにした。これには、皮膚と共通の構成細胞（keartinocyte、fibroblast）とも比較を行っている。一方、組織においても定量解析を行い、OPN3が最も多く、OPN4もほぼ同等に高い発現量を示した。口腔粘膜と顎下腺とでは、各OPN類の発現量は組織間で差異があった。
以上、口腔粘膜でのOPN類の発現については確認することができた。引き続き、精度を上げて実験を行っていく。
さらに、顎下腺からprimary cultureを行い、唾液腺細胞のvitro実験も開始することができた。
機能面については、歯肉線維芽細胞でOPN3のknockdownを行ったところ、knockdown効率は安定して90%以上であった。これにより、現在青色光を照射した際に、aSMAの発現量にどのような影響があるか、検討中である。また、光照射によるシグナル伝達の解析も進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2021年は著しい体調不良（原因不明の蕁麻疹、倦怠感等）に見舞われたため、実験がほとんど行えていない。医療機関を受診し、治療を行ってきた。
2022年は、体調不良は軽快してきており、現在遅れを取り戻すために日々実験を行ってきた。
2023年に入り、さらに実験時間を確保し、現在結果の解析を進めつつ、日々実験を行っている。

Strategy for Future Research Activity

体調不良は大方改善し、現在、遅れを取り戻すためエフォートをなるべく増やして実験を行っている。
まずは発現の有無についての実験から行い、現在ほぼ終了している。
また、歯肉線維芽細胞のOPN3に対するknockdown実験を行い、青色光照射によるaSMAの発現量を解析中である。
今後は、機能（光応答）を明らかにするための実験に移行し、歯肉線維芽細胞ならびに顎下腺細胞のknockdown実験を進めている段階である。