非定型NLRP3インフラマソーム活性化機構に着目した歯周炎症反応制御に関する研究
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21K09887
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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 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Fukuoka Dental College |
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Principal Investigator |
金子 高士 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (10284697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉永 泰周 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (60452869)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | NLRP3 / カスパーゼ４ / カスパーゼ５ / カスパーゼ１ / ピロトーシス / LPS / Porphyromonas gingivalis / カスパーゼ１１ |
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| Outline of Research at the Start |
歯周病の病態形成には歯周病原細菌が産生する毒素のLPSが深く関与している。細胞内タンパクのカスパーゼ4, 5はLPSと結合すると、ピロトーシスと呼ばれる細胞死を誘導するとともにNLRP3といわれる分子を活性化し、炎症性サイトカインのIL-1βを活性化することが知られてる。しかし多彩な構造をもつ歯周病原細菌が実際にカスパーゼ4,5と結合し、それらを活性化しピロトーシス、NLRP3活性化、IL-1β活性化を誘導できるかどうかは明らかにされていない。本研究では細胞実験、動物実験を行い、歯周病の発症、進展におけるカスパーゼ4,5の役割りを明らかにすることにより、新規歯周病治療の開発をめざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯周病原細菌のLPSとそれに対する生体防御反応により産生されるIL-1βは歯周炎の発症・進展に深く関連している。しかしながら歯周病現細菌のLPS刺激によ り誘導されたIL-1β前駆体が、どのようにしてカスパーゼ1によるプロセッシングをうけて活性化IL-1βになるかは不明のままであった。近年の炎症性カスパー ゼのカスパーゼ4とカスパーゼ5がLPSの細胞内受容体として同定され、それらの活性化を介してNLRP3インフラマソームそしてカスパーゼ1を活性化する経路が報告された(非定型NLRP3活性化経路)。そこで本研究では様々な構造を持つ歯周病原細菌のLPSによるIL-1β活性化における非定型NLRP3活性化経路の役割を明ら かにするとともに、カスパーゼ4, 5活性化経路へ介入し、IL-1β活性化やピロトーシスを制御することにより歯周炎をコントロールする可能性を探ることとした。ヒト単球/マクロファージ細胞株であるTHP-1細胞を用いて実験を行った。RT-PCR解析によりTHP-1細胞はNLRP3、カスパーゼ1、カスパーゼ4のmRNAを 発現していたが、カスパーゼ5のmRNAは発現していなかった。Echerichia coliとPorphyromonas gingivalisのLPSを用いたTHP-1細胞へのエレクトロポレーションはLPS濃度依存的にTHP-1細胞死を誘導し、それはNLRP3、カスパーゼ1、カスパーゼ4の各インヒビターにより有意に抑制された。Western blottingによる解析では、両LPSによるエレクトロポレーションはカスパーゼ4とカスパーゼ1のデグラデーションを誘導した。またカスパーゼ４欠損THP-1細胞における両LPSのエレクトロポレーションは細胞死を誘導できなかった。以上のことからP.gingivalisによるピロトーシス にはカスパーゼ4が関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
THP-1細胞を用いたエレクトロポレーションによるLPS細胞内配送とLDH活性を指標としたピロトーシス測定のの実験条件を決定することができた。自前によるCRISPR/Cas9を用いたカスパーゼ４の遺伝子欠失は失敗したが、購入したカスパーゼ４欠損THP-1細胞を用いて実験を遂行できた。また各種インヒビターを用いた実験から非定型NLRP3活性化がP.gingivalisLPSによるピロトーシス誘導に関与することを明らかすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はリコンビナントカスパーゼ4とP.gingivalis LPSの結合アッセイを行う。カスパーゼ５の誘導に関する実験を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
