糖尿病モデル動物の歯周組織の創傷治癒に経口糖尿病治療薬が与える効果

• Project/Area Number: 20K18529
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 城戸 大輔 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 特任助教 (40822549)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 糖尿病 / 創傷治癒 / 歯周病

Outline of Research at the Start

現在我が国では経口糖尿病治療薬として7系統の薬剤が用いられており、そのうちビグアナイド系薬剤は糖代謝に関与するAMPキナーゼを活性化し糖代謝を促進する特徴を、またチアゾリジン系薬剤は細胞内インスリンシグナルを正常化する特徴を有することが報告されている。そこで本研究ではこれらの薬剤が歯周組織においても糖代謝を改善しインスリン抵抗性を改善するとの仮説を立てた。本研究では、糖尿病モデルラットを用いたin vivo実験、および動物組織より単離した歯肉線維芽細胞を使用したin vitro実験を実施し、ビグアナイド系薬剤およびチアゾリジン系薬剤が歯周組織の創傷治癒を改善する効果を有するかを検討する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は糖尿病と歯周病の関連性について創傷治癒の観点から明らかにすることを目的とし、糖尿病モデルラットに対し経口糖尿病治療薬を用いて血糖コントロールを行うことが歯
周組織にどのような影響を与えるかについて明らかにするものであった。本研究は、糖尿病モデルラットを用いたin vivo実験、および動物組織より単離した歯肉線維芽細胞を使用したin vitro実験を実施し、経口糖尿病治療薬であるビグアナイド系薬剤およびチアゾリジン系薬剤が歯周組織の創傷治癒を改善する効果を有するかを検討するものである。本研究によってもたらされる結果は、糖尿病患者における歯周組織の創傷治癒の遅延の改善および歯周炎重症化予防への一助となることから医歯学臨床応用への発展に寄与し、国民の健康の向上への糸口となることが見込まれた。本研究は、糖尿病モデルラットを用いたin vivo実験および実験動物より抽出した細胞を用いたin vitro実験を行なうことにより、糖尿病によって持続する高血糖によって傷害を受けた歯周組織に対して経口糖尿病治療薬がどのようなメカニズムで、どのような影響を与えているのかを明らかにするために実験を行った。
本年度に実施した研究では、糖尿病モデルラットから抽出した歯肉線維芽細胞に対する高血糖状態が与える影響、および経口糖尿病治療薬が与える影響について検討した。検討の結果、高血糖状態が歯肉線維芽細胞の様々な機能を傷害し創傷治癒の遅延の原因となること、また、ビグアナイド系薬剤であるメトホルミンが高血糖状態による歯肉線維芽細胞への悪影響を軽減しうることについて明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Metformin accelerates wound healing by Akt phosphorylation of gingival fibroblasts in insulin-resistant prediabetes mice (2022)
  • Author(s): 54.Hiromi Kominato, Kohei Takeda, Koji Mizutani, Risako Mikami, Daisuke Kido, Prima Buranasin, Natsumi Saito , Shu Takemura , Keita Nakagawa , Toshiyuki Nagasawa , Takanori Iwata
  • Journal Title: J Periodontol Volume: 93 Issue: 2 Pages: 256-158
  • DOI: 10.1002/jper.21-0362
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Association between circulating tumor necrosis factor receptors and oral bacterium in patients receiving hemodialysis: a cross-sectional study (2021)
  • Author(s): Mikami R, Mizutani K, Gohda T, Gotoh H, Matsuyama Y, Aoyama N, Matsuura T, Kido D, Takeda K, Izumi Y, Fujiwara T, Iwata T
  • Journal Title: Clinical and Experimental Nephrology Volume: 25 Issue: 1 Pages: 58-65
  • DOI: 10.1007/s10157-020-01952-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research