| Project/Area Number |
22K07985
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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 53010:Gastroenterology-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
西川 潤 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00379950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末廣 寛 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40290978)
小林 由紀 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80759457)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 大腸癌 / 歯周病菌 / 遠紫外線 / 殺菌 |
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| Outline of Research at the Start |
大腸癌の予防を目的として、F. nucleatumに対する有効な治療法を検討する。遠紫外線照射装置を用い、F. nucleatumの殺菌効果を定性的、定量的に検討する。F. nucleatumは歯周ポケットにバイオフィルムを形成して感染しており、抗生物質による治療に抵抗性である。バイオフィルム形成後の菌に遠紫外線を照射し、バイオフィルムの破壊や内部のF. nucleatumの殺菌効果を検討する。殺菌機序の解明をするため、細菌や培養細胞に遠紫外線を照射し、形態や遺伝子発現の変化を検討する。大腸癌予防につながる治療器の開発を念頭にF. nucleatumを効率に殺菌する方法を明らかにしたい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本における歯肉炎及び歯周疾患の確定患者数は500.5千人に上る。また、心臓・脳血管疾患、糖尿病、大腸癌などとの関連も指摘されている。歯周病は細菌が歯周ポケット内でバイオフィルムを形成するため、抗菌薬などによる治療では根治が得られず、難治性である。歯周病の治療と歯周病関連疾患の発症抑制のため、効果的な治療法の開発を行いたい。
深紫外線(100 -280 nm)のうち、遠紫外線（200－230 nm）は高い殺菌・不活化能力を有しつつ、人体への安全性が高い。遠紫外線のなかでも222 nmの遠紫外線は殺菌・不活化効果と安全性および経済性にすぐれた波長であり、最も活用が進んでいる。
我々は222 nmの遠紫外線は歯周病菌の殺菌だけでなく、バイオフィルムを効率的に破壊するかを検討している。歯周病原因菌である、Fusobacterium nucleatumとPorphyromonas gingivalisについて、遠紫外線照射による殺菌効果を定性的、定量的に検討し、これらの菌は遠紫外線の照射エネルギー量依存性に殺菌効果を示した。また、Fusobacterium nucleatumとPorphyromonas gingivalisが形成するバイオフィルムに対して、遠紫外線照射を行い、バイオフィルム量の減少と生菌の減少を明らかにした。
遠紫外線の殺菌メカニズムは260nmなどの深紫外線とは異なることを見出した。深紫外線はDNA傷害が殺菌機序の中心であるが、遠紫外線は細胞膜傷害が原因と考えられ、検討を進めている。今後は遠紫外線照射による遺伝子発現の違いを細胞や細菌を用い検討する。それに加え、新規の遠紫外線照射装置について、殺菌効果の検討を行い、遠紫外線歯周病治療器の開発につなげる研究を開始する。
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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
歯周病原因菌である、Fusobacterium nucleatumとPorphyromonas gingivalisについて、遠紫外線照射による殺菌効果を定性的、定量的に検討し明らかにした。これらの菌は遠紫外線の照射エネルギー量依存性に殺菌効果を示した。
Fusobacterium nucleatumとPorphyromonas gingivalisが形成するバイオフィルムに対して、遠紫外線照射を行い、バイオフィルム量の減少と生菌の減少を明らかにした。バイオフィルムの破壊効果については共焦点レーザー顕微鏡や電子顕微鏡を用いて、３D画像として形態的に評価した。
遠紫外線の殺菌メカニズムは260nmなどの深紫外線とは異なることを見出した。深紫外線はDNA傷害が殺菌機序の中心であるが、遠紫外線は細胞膜傷害が原因と考えられ、検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
過去２年間の研究において、遠紫外線が歯周病の原因となる偏性嫌気性菌である、Fusobacterium nucleatumやPorphyromonas gingivalisに対して有効であることを証明した。特に試験管内でバイオフィルムを同菌に形成させ、遠紫外線を照射したところ、バイオフィルムの破壊効果が認められ、遠紫外線を歯周病治療に応用する意義が高まったと考えている。今後は殺菌機序の解明を進めるとともに、光源の開発企業であるウシオ電機と共同で遠紫外線の照射装置の細径化をはかり、動物実験へ進む予定である。
実験動物における歯周病モデルとしては、マウスやハムスターの臼歯に絹糸を巻き、短期的に歯周病を起こさせるモデルが開発されている。このモデルを応用し、歯周病菌も塗布をすることによって、実験モデルを作成することを次の課題としている。
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