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Regulatory mechanisms of Ca2+ signaling and expression of drug-induced gingival enlargement-related genes in gingival fibroblasts

Research Project

Project/Area Number 21K21048
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0907:Oral science and related fields
Research InstitutionHealth Sciences University of Hokkaido

Principal Investigator

MINOWA Erika  北海道医療大学, 歯学部, 助教 (40751160)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsCa2+イメージング / ライブセルイメージング / 薬物性歯肉増殖症 / 炎症 / フェニトイン / カルシウム / イメージング / 炎症性サイトカイン
Outline of Research at the Start

本研究では、培養条件におけるCa2+イメージング法やタンパク質リン酸化解析により、生理活性物質等によるCa2+シグナルとMAPK系への作用、およびそれらに対するフェニトイン(PHT)の作用を明らかにする。また、次世代シークエンサーを使用した網羅的遺伝子発現解析によって、上記の生理活性物質やPHTとの相互作用により変化する新しい薬物性歯肉増殖症(DIGO)関連遺伝子を同定する。さらに健常歯肉、DIGO歯肉から採取した歯肉線維芽細胞を使用し、それらの遺伝子発現や薬物への反応性とDIGOとの関連性を明らかにする。同様の方法で、サイクロスポリンAやCa2+拮抗薬とDIGOの関係を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Drug-induced gingival enlargement caused by the anticonvulsant drug phenytoin occurs in about 50% of patients taking phenytoin, but the details are unclear.
Comprehensive genetic analysis of HGF gene expression changes induced by PHT revealed an increase in the expression of several collagens and a decrease in the expression of enzymes involved in collagen degradation. In addition, the expression of several genes involved in cell proliferation was decreased. These results suggest that PHT-induced gingival enlargement may not be caused by gingival fibroblast proliferation but by an imbalance in collagen biosynthesis.Furthermore, the results of elevated expression of inflammatory cytokines and prostaglandins suggest that PHT- induced gingival enlargement is associated with oral inflammation, leading to exacerbation of the condition.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

過去の研究では、薬物性歯肉増殖症の臨床的所見に基づいて細胞増殖やコラーゲン代謝に関わる遺伝子が解析の対象であった。本研究では、次世代シークエンサーによる解析によって新しい関連遺伝子が明らかになった。これは薬物性歯肉増殖の発症や増悪のメカニズム解明のために新たな展望が期待できる。
今までの報告はフェニトイン単独の作用と歯肉増殖の発症を調査しているのに対し、歯肉増殖発症にはフェニトインと炎症性生理活性物質との相互作用が関与するという新たな発想に基づいているのが本研究の特徴である。口腔内の炎症と薬物性歯肉増殖のメカニズムを解明することで薬物性歯肉増殖症増悪の予防に繋がると考えている。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Enhancement of receptor‐mediated calcium responses by phenytoin through the suppression of calcium excretion in human gingival fibroblasts2023

    • Author(s)
      Minowa Erika、Hayashi Yoshinobu、Goh Kenji、Ishida Narumi、Kurashige Yoshihito、Nezu Akihiro、Saitoh Masato、Tanimura Akihiko
    • Journal Title

      Journal of Periodontal Research

      Volume: 58 Issue: 2 Pages: 274-282

    • DOI

      10.1111/jre.13089

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of the cells isolated from epithelial cell rests of Malassez through single-cell limiting dilution2022

    • Author(s)
      Islam Syed Taufiqul、Kurashige Yoshihito、Minowa Erika、Yoshida Koki、Paudel Durga、Uehara Osamu、Okada Yunosuke、Bolortsetseg Dembereldorj、Sakakibara Sayaka、Abiko Yoshihiro、Saitoh Masato
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04091-0

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increased integrity of cell-cell junctions accompanied by increased expression of claudin 4 in keratinocytes stimulated with vitamin D32021

    • Author(s)
      Minowa Erika、Kurashige Yoshihito、Islam Syed Taufiqul、Yoshida Koki、Sakakibara Sayaka、Okada Yunosuke、Fujita Yusuke、Bolortsetseg Dembereldorj、Murai Yuji、Abiko Yoshihiro、Saitoh Masato
    • Journal Title

      Medical Molecular Morphology

      Volume: 54 Issue: 4 Pages: 346-355

    • DOI

      10.1007/s00795-021-00299-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト歯肉線維芽細胞におけるフェニトインによる作動性Ca2+応答の増強2022

    • Author(s)
      蓑輪映里佳,庄内喜久子,高田一江,倉重圭史,齊藤正人
    • Organizer
      第60回日本小児歯科学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 小児心身症が疑われる患児に対し不安階層表を用いて口腔管理を行った1例2022

    • Author(s)
      蓑輪映里佳,松岡絋史,倉重圭史,榊原さや夏,大友麻衣子,齊藤正人
    • Organizer
      第37回日本歯科心身医学会総会・学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト歯肉線維芽細胞におけるフェニトインによる作動性Ca2+応答の増強2022

    • Author(s)
      蓑輪映里佳,庄内喜久子,高田一江,倉重圭史,齊藤正人
    • Organizer
      第60回日本小児歯科学会本大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] フェニトインの細胞内Ca2+排出抑制作用による作動性Ca2+応答の増強.2021

    • Author(s)
      蓑輪映里佳,倉重圭史,根津顕弘,齊藤正人,谷村明彦.
    • Organizer
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-01-30  

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