糖尿病患者の歯周病病態変化に対する阻害機構の解明と新たな治療法の確立

• Project/Area Number: 21K16979
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 丸山 昂介 日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 助教 (60756930)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 糖尿病 / 歯周病 / ヒト歯周組織血管内皮細胞 / 歯周組織 / ヒト歯周組織由来血管内皮細胞 / レーザー治療

Outline of Research at the Start

近年の高齢化、生活習慣病の増加に伴い、糖尿病と歯周病罹患者は増加の一途を辿っている。しかし糖尿病患者に対しての歯周病予防と炎症抑制法は未だに確立されておらず、対症療法を行っている現状がある。現在、歯周組織の病態悪化を招く経路は解明されていないため、その経路を解明することが急務となっている。そこで本研究では、糖尿病罹患時における歯周組織の病態変化を解明し、レーザー治療による歯周組織の生理活性を明らかにすることを目的としている。そして、本研究を遂行することで、新たな歯周病の治療法を確立することが出来ると確信している。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、ヒト歯周組織由来血管内皮細胞を用いて糖尿病罹患患者における歯周病の病理病態変化に対する阻害機構を解明し、レーザー治療による歯周組織の生理活性を解明することである。第一の研究として、ヒト歯周組織由来血管内皮細胞を高血糖条件下で培養した際の病理・病態変化について検討を行った。ヒト歯周組織由来血管内皮細胞をグルコースを添加した専用培地にて培養し、細胞増殖・管腔形成・アポトーシス・炎症性サイトカインについて検討を行った。グルコース濃度は5.5mM、11.0mM、22.0mMに設定した。第一の研究では、グルコース濃度が高くなるにつれて、細胞増殖の抑制、アポトーシス陽性細胞の増加を認めた。また、炎症性サイトカインであるICAM-1、VCAM-1の発現量が増加した。これは、グルコースを曝露されたヒト歯周組織血管内皮細胞は、細胞増殖能が低下し、炎症反応を誘発するサイトカインを発現させていることが明らかとなった。このことは、糖尿病に罹患した人の歯周組織は、生理活性が低下し、炎症をより促進させる環境になっていることを示している。続いての研究として、Nd-YAGレーザーを照射した際の、ヒト歯周組織血管内皮細胞の生理活性の状態について検討を行った。レーザーの出力を、40mJ、100mJ、200mJとし、照射回数を1回、３回、５回に設定した。レーザを照射されたヒト歯周組織血管内皮細胞は、レーザー出力が低いほど細胞増殖が促進する傾向であった。また、照射回数が多いほど、細胞増殖が抑制された。また、レーザの出力・照射回数が高いほど、細胞形態が変化することも明らかとなった。したがって、糖尿病に罹患した患者の歯周病治療においてレーザーを使用する場合、低出力で照射回数を少なく行うことで、健全な歯周組織に影響を与えにくいことが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床株の検体確保に計画より遅れが生じている。臨床株からヒト歯周組織血管内皮細胞に分離し、研究に必要な細胞数まで培養するのに時間を有してしまい、遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

臨床株から細胞を分離し、研究を進めることが一番である。そのため、臨床株の確保を引き続き行っていく。予定よりも臨床株の確保に時間がかかっているため、株化された細胞を使用することも検討していく。