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Physiological and pathophysiological roles of ferritin for cellular senescence in periodontal tissue

Research Project

Project/Area Number 20K18534
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Ikegami Kuniko  大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (80779116)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords歯周病 / 細胞老化 / 歯根膜細胞 / Ferritin / 鉄 / 老化 / 歯根膜
Outline of Research at the Start

加齢は歯周病の進行における重要なリスク因子の一つと考えられている。一般に加齢に伴う疾患の増悪には、「細胞老化」が関与しており、ヒトの歯周組織においても加齢に伴う老化細胞の増大が観察される。申請者らは歯周組織の老化細胞において、鉄のキレートタンパクである、Ferritinの発現増加を予備実験において世界で初めて見出した。生体内の鉄は、エネルギーの生産など恒常性維持にとり重要であるが、過剰な鉄は活性酸素を過産生し、組織障害をもたらすことが知られている。本研究では、歯周組織におけるFerritin-鉄代謝の生理的役割を検討し、高齢者に特有の歯周病の病態生理に及ぼす影響を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Aging is considered one of the most important risk factors in the progression of periodontal disease. Generally, "cellular senescence" is involved in the progression of age-related diseases, and an increase in the number of senescent cells is observed in periodontal tissue with aging. We found increased expression of ferritin, a protein that reduces toxic divalent iron to harmless trivalent iron, in senescent cells of periodontal tissues. Iron in the body is important for homeostasis, such as energy production, but excess iron is known to overproduce reactive oxygen species (ROS) and cause tissue damage. In this study, we investigated the physiological role of ferritin-iron metabolism in periodontal tissues and revealed its influence on the pathophysiology of periodontal disease in the elderly ones.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯根膜は、歯周組織の修復・再生にとり重要な組織である。老化ヒト歯根膜細胞ではFerritinの発現異常により、細胞内の貯蔵鉄の恒常性維持が破綻することで活性酸素(ROS)が増加している可能性が示唆された。また、老化ヒト歯根膜細胞ではミトコンドリアにおけるクリステの形態異常を認めた。鉄の一部はミトコンドリア内膜に局在することから、マイトファジーに異常をきたした老化細胞内では異常ミトコンドリアが蓄積し、過剰なROSを産生している可能性が示唆された。Ferritin異常を原因とする歯根膜細胞の酸化ストレスは、高齢者の歯周病の有用な治療標的となる可能性が示唆された。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Long-term exposure to cigarette smoke influences characteristics in human gingival fibroblasts2021

    • Author(s)
      Mari Tatsumi, Manabu Yanagita, Motozo Yamashita, Shiori Hasegawa, Kuniko Ikegami, Masahiro Kitamura, Shinya Murakami
    • Journal Title

      J Periodontal Res

      Volume: 56(5) Issue: 5 Pages: 951-963

    • DOI

      10.1111/jre.12891

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autophagy facilitates type I collagen synthesis in periodontal ligament cells2021

    • Author(s)
      Nakamura Tomomi、Yamashita Motozo、Ikegami Kuniko、Suzuki Mio、Yanagita Manabu、Kitagaki Jirouta、Kitamura Masahiro、Murakami Shinya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80275-4

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relative Contribution of Genetic and Environmental Factors to Periodontitis in Elderly Twins2020

    • Author(s)
      池上 久仁子, 山下 元三, 三木 康史, 久留島 悠子, 高阪 貴之, 鈴木 美麻, 榎木 香織, 松田 謙一, 北村 正博, 池邉 一典, 大阪ツインリサーチグループ, 村上 伸也
    • Journal Title

      The Japanese Journal of Conservative Dentistry

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 236-244

    • DOI

      10.11471/shikahozon.63.236

    • NAID

      130007871260

    • ISSN
      0387-2343, 2188-0808
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clinical Outcome of Periodontal Tissue Regeneration Therapy by Administration of Basic Fibroblast Growth Factor (FGF-2)2020

    • Author(s)
      沢田啓吾 北村正博 長谷川詩織 森本千晶 平井麻絵 今井昂 川嵜公輔 橋本康樹 麻生桃子 辻井翔一 野田亜利紗 花田滉輔 政近健司 藤田翔子 鈴木美麻 八木寛子 池上久仁子 山本智美 森健太 中村友美 小笹匡雄 北垣次郎太 岩山智明 柏木陽一郎 藤原千春 三木康史 竹立匡秀 山下元三 野崎剛徳 村上伸也
    • Journal Title

      The Japanese Journal of Conservative Dentistry

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 219-227

    • DOI

      10.11471/shikahozon.63.219

    • NAID

      130007871208

    • ISSN
      0387-2343, 2188-0808
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] NAD+依存性のミトコンドリアの異常が老化歯根膜における酸化ストレスに及ぼす影響2021

    • Author(s)
      橋本康樹,山下元三,池上久仁子,中村友美,西川有彩,森川竜也,北村正博, 村上伸也
    • Organizer
      第64回秋季日本歯周病学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 特定臨床研究:歯周炎を対象とした歯周組織再生剤(REGROTH)と人工骨(Cytrans Granules)の併用療法の安全性及び有効性の評価2021

    • Author(s)
      北村正博、山下元三、三木康史、池上久仁子、竹立匡秀、柏木陽一郎、野崎剛徳、増田聖、石原容子、山中克之、熊谷知弘、村上伸也
    • Organizer
      第64回秋季日本歯周病学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢者双生児研究に基づく歯周病病態に関連する遺伝・環境要因の解析2020

    • Author(s)
      池上久仁子、山下元三、三木康史、鈴木美麻、西川有彩、橋本康樹、森川竜也、竹下登、池邉一典、北村正博、村上伸也
    • Organizer
      第63回春季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Genetic and Environmental Factors on Periodontitis in Elderly Twins.2020

    • Author(s)
      Kuniko Ikegami, Motozo Yamashita, Koji Miki, Arisa Nishikawa, Kouki Hashimoto, Tatsuya Morikawa, Noboru Takeshita, Kazunori Ikebe, Masahiro Kitamura and Shinya Murakami.
    • Organizer
      第106回アメリカ歯周病学会共催 日本歯周学会・日本臨床歯周病学会2020年大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大阪大学歯学部附属病院における塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)製剤を用いた歯周組織再生療法の臨床成績2020

    • Author(s)
      池上久仁子 沢田啓吾 長谷川詩織 三木康史 竹立匡秀 山下元三 野崎剛徳 北村正博 村上伸也
    • Organizer
      特定非営利活動法人 日本臨床歯周病学会 第8回JACP関西支部・大学合同研修会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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