| Project/Area Number |
22K09967
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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 | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
尾崎 和美 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (90214121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯本 浩通 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (60284303)
細川 義隆 徳島大学, 病院, 講師 (90346601)
細川 育子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 講師 (50707908)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | バイオフィルム / ナノカプセル / キトサン / ポリフェノール |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，まずCh-PolyP-Ncに期待する効果，例えばバイオフィルム内への浸透，キトサンによる細菌やEPSの破壊，カプセルに内包するポリフェノールの抗菌効果を最大限発揮する至適条件を導き出すべく以下の解析を行う。すなわち，浸透能の観点からCh-PolyP-Ncのカプセルサイズ(粒径)や表面性状などの形状的評価，キトサンの吸着能や破壊能がもたらすバイオフィルム形成抑制効果を形態学的に解析するとともに，カプセルに内包するポリフェノールによる持続的な抗菌効果を細菌増殖率やグルカン合成量など種々の細菌学的手法を用いて解析する。これらの検証を行った上，臨床応用に向けた具体的な技術指針を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
齲蝕および歯周病の発症予防や進行抑制を目指すうえで，歯面に形成されたバイオフィルムの除去が何よりも優先され，バイオフィルムの形成抑制もしくは完全なる形成阻害が理想である。これまでにキトサン(chitosan)をカプセル膜とし，ポリフェノール(polyphenol)をコア材料として内包したナノカプセル(nanocapsules，以下Ch-PolyP-Nc)を合成し，齲蝕原性菌の一つであるStreptococcus mutansの増殖抑制効果，あるいはBiofilm formation assayによるバイオフィルム初期形成における抑制効果を確認した。今年度は，アパタイト板上に種々の培養時間で形成させたS. mutansのバイオフィルムにCh-PolyP-Ncを添加し，バイオフィルムの形成状態を共焦点レーザー顕微鏡（CLSM）ならびに走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて解析した。その結果，いずれの培養時間でもCh-PolyP-Nc添加群は未添加群よりバイオフィルム全体の形成量が減少する傾向にあり，Ch-PolyP-Ncの添加量が多いほど減少する傾向が認められた。これは，Ch-PolyP-Ncによる齲蝕原性菌の増殖抑制効果やバイオフィルム形成抑制効果を示唆するものである。一方，SEMにて観察すると，菌体外多糖はCh-PolyP-Ncの添加量が多いほど減少する傾向が認められた。この現象はCh-PolyP-Ncによる菌体外多糖の形成阻害もしくは多糖形成後の破壊を示唆するものであるが，いずれの機序によるものかは不明であった。この機序を解明するには，バイオフィルム形成中のS. mutansの菌体内多糖の形成動態を超微解析するとともに，遺伝子発現の動態を解析することが必要であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実施当初でのCh-PolyP-Nc合成に必須な超音波処理装置の整備が大幅に遅れたことが，今年度の進捗にも大きく影響したことに加え，当初に想定していた小径(60nm前後）のナノカプセル合成に向けたクロスリンカーの検討やバイオフィルムの完全な形成阻止効果を目指したPolyP物質の追加検討に想定外の時間を要した。加えて，アパタイト板上のバイオフィルム形成のための至適条件の導出に相応の時間を要し，結果としてS. mutansの菌体内多糖の超微解析および遺伝子発現解析を今年度中に実施できなかった。以上のような現状を踏まえ，やや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
S. mutansが形成するバイオフィルムにおける菌体外多糖のCh-PolyP-Ncによる減少傾向が多糖の形成阻害によるものか，あるいは多糖形成後の破壊によるものかを見極めるには，バイオフィルム形成中のS. mutansの菌体内多糖の形成動態を，特殊電子染色(過沃素酸-チオカルボヒドラジド-蛋白銀染色)を併用した透過型電子顕微鏡による解析が必要であり，加えてS. mutansから抽出したmRNAを用いた遺伝子発現の解析が必要であると考えられる。バイオフィルムの完全なる形成阻害を目指したPolyP物質の探索を継続するとともに，上記の解析を行っていく予定である。
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