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ポリオール経路活性亢進を介した糖尿病合併歯周炎発症・進展機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22K09974
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionAichi Gakuin University

Principal Investigator

成瀬 桂子  愛知学院大学, 歯学部, 教授 (30387576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菊池 毅  愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (40421242)
中村 信久  愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (50619773)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords糖尿病 / ポリオール経路 / 歯周病 / 歯周炎
Outline of Research at the Start

糖尿病によるポリオール経路の活性亢進に焦点をあて、糖尿病を伴った歯周炎におけるポリオール経路活性亢進の意義を明らかにするために、「ポリオール経路の律速酵素であるアルドース還元酵素ノックアウトマウスを用いた歯周炎および糖尿病合併歯周炎におけるポリオール経路の役割を解明」し、「糖尿病合併歯周炎に対するポリオール経路活性抑制による新規治療法の探索」を行う。

Outline of Annual Research Achievements

歯周病は、その罹患率の高さと重症化より糖尿病合併症の一つと考えられているが、糖尿病における歯周炎の発症・進展機序はいまだ不明な点も多い。我々はこれまでに、ストレプトゾトシン誘導1型糖尿病モデルラットを用いた検討により、糖尿病状態では実験的歯周炎の惹起により歯肉におけるニトロ化ストレスが亢進することを明らかにした。組織血流の低下やニトロ化ストレスの亢進は、他の糖尿病合併症に共通する病態である。そこで、我々は糖尿病を伴った歯周炎の発症・進展機構には、糖尿病による代謝異常を中心とした糖尿病合併症共通の発症・進展機構が関与すると考えた。
本研究では糖尿病合併症発症・進展機序の一つである糖尿病によるポリオール経路の活性亢進に焦点をあて、ポリオール経路の律速酵素であるアルドース還元酵素ノックアウトマウスを用いた歯周炎および糖尿病合併歯周炎におけるポリオール経路の役割の解明をめざす。これまでに歯周炎におけるアルドース還元酵素の役割を明らかにする目的で、アルドース還元酵素欠損マウス(ARKO)および野生型マウス(WT)に対する実験的歯周炎の惹起と解析を行ったところ、WTでは歯周炎の惹起により、歯肉の炎症性細胞浸潤が増加し、歯肉におけるTNF-alpha, iNOSの遺伝子発現が増加していた。また歯周炎により歯槽骨吸収が有意に増加した。ARKOにおける歯周炎惹起ではWTに比較し、歯肉におけるiNOS遺伝子発現が有意に低下しており、歯周炎においてポリオール経路の活性化が関与する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度は、糖尿病合併歯周炎におけるアルドース還元酵素の役割を明らかにする目的で、アルドース還元酵素欠損マウス(ARKO)および野生型マウス(WT)にストレプトゾトシンを腹腔内注射することにより1型糖尿病を誘導した。WTマウス、WT糖尿病マウス、ARKOマウス、ARKO糖尿病マウスの4群に対し、実験的歯周炎を惹起した。大臼歯間にligature wireを留置し、実験的歯周炎を惹起した後、2週間後に歯周炎の評価として、病理組織学的解析、免疫組織染色、mRNA発現(real time PCR法を実施した。WT糖尿病マウスへの歯周炎の惹起により、WTマウス歯周炎と比較し歯肉の炎症性細胞浸潤が増加し、歯肉におけるTNF-alpha, iNOSの遺伝子発現が増加していた。ARKO糖尿病マウスにおける歯周炎惹起ではWT糖尿病マウスに比較し、歯肉における炎症性遺伝子発現が有意に低下し、炎症性細胞浸潤が低下していた。

Strategy for Future Research Activity

ARKOおよびWTにストレプトゾトシンを用いて糖尿病を誘導した後、実験的歯周炎を惹起し、糖尿病状態での歯周炎におけるARの働きを明らかにする。糖尿病の評価については、体重、血中脂質、血糖、血中インスリン値を測定するとともに、その他の血中因子について炎症性サイトカインを測定する。さらに、糖尿病によるポリオール経路の活性亢進とその他の代謝異常であるPKC活性異常、グリケーションの亢進および酸化/ニトロ化ストレスについて、免疫組織染色およびWestern blot解析を実施し、糖尿病合併歯周炎におけるポリオール活性亢進と他の代謝異常との関連を明らかにする。また、糖尿病マウス歯周炎に対し、アルドース還元酵素阻害薬を投与し、治療効果を確認する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Advances in diagnostic methods for early‐stage diabetic polyneuropathy2024

    • Author(s)
      Naruse Keiko
    • Journal Title

      Journal of Diabetes Investigation

      Volume: - Issue: 7 Pages: 820-822

    • DOI

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      Morishita Yoshihisa、Hasegawa Shogo、Koie Shin、Nakaya Sanako、Goto Mitsuo、Miyachi Hitoshi、Naruse Keiko、Nakamura Nobuhisa、Hayashi Tatsuhide、Kawai Tatsushi、Nagao Toru
    • Journal Title

      Annals of Medicine & Surgery

      Volume: 85 Issue: 5 Pages: 1366-1370

    • DOI

      10.1097/ms9.0000000000000367

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      Yamauchi Taisuke、Miyabe Megumi、Nakamura Nobuhisa、Ito Mizuho、Sekiya Takeo、Kanada Saki、Hoshino Rina、Matsubara Tatsuaki、Miyazawa Ken、Goto Shigemi、Naruse Keiko
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 16 Pages: 8922-8922

    • DOI

      10.3390/ijms23168922

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      Kondo Shun、Kojima Kento、Nakamura Nobuhisa、Miyabe Megumi、Kikuchi Takeshi、Ohno Tasuku、Sawada Noritaka、Minato Tomomi、Saiki Tomokazu、Ito Mizuho、Sasajima Sachiko、Matsubara Tatsuaki、Mitani Akio、Naruse Keiko
    • Journal Title

      Journal of Periodontal Research

      Volume: 58 Issue: 1 Pages: 43-52

    • DOI

      10.1111/jre.13067

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      Miyabe Megumi、Nakamura Nobuhisa、Saiki Tomokazu、Miyabe Satoru、Ito Mizuho、Sasajima Sachiko、Minato Tomomi、Matsubara Tatsuaki、Naruse Keiko
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 125-125

    • DOI

      10.3390/ijms24010125

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      Kondo S, Kojima K, Nakamura N, Miyabe M, Kikuchi T, Ohno T, Sawada N, Minato T, Saiki T, Ito M, Sasajima S, Matsubara T, Mitani A, Naruse K
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      American Diabetes Association’s 83rd Scientific Sessions
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  • [Presentation] マイオカインによる歯周炎が関与する動脈硬化の進展抑制に対する効果と歯周組織の再生における効果の検討2023

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      中村信久、山田 敏之、小川 真司、Tumurbaatar Batkhishig、湊 智美、松原 達昭、須田 久雄、成瀬 桂子
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      Sasajima S, Kondo M, Nakamura N, Naruse K, Motegi M, Hayami T, Asano S, Morishita Y, Himeno T, Tsunekawa S, KatoY, Nakamura J, Kamiya H, Tominaga M
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      小島健人、中村信久、澤田憲孝、近藤 駿、菊池 毅、宮部 愛、伊藤瑞穂、笹島沙知子、斉木智一、湊 智美、三谷章雄、成瀬桂子
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      澤田憲孝、近藤駿、小島健人、笹島沙知子、中村信久、菊池毅、宮部愛、伊藤瑞穂、鈴木佑基、湊智美、三谷章雄、成瀬桂子
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  • [Presentation] 専門的口腔ケアに際して糖尿病スクリーニングの実施に向けた取り組み 第3報 歯科受診時に糖尿病の申告が無かったため重症感染症に至った1例2022

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      三輪亮輔、井村英人、北川健、秋山泰範、吉田磨弥、佐久間千里、伊東雅哲、新美照幸、夏目長門、中村信久、笹島沙知子、成瀬桂子
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    • Author(s)
      近藤駿、澤田憲孝、中村信久、宮部愛、伊藤瑞穂、笹島沙知子、小島健人、菊池毅、三谷章雄、成瀬桂子
    • Organizer
      第101回愛知学院大学歯学会
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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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