糖尿病に伴う歯周病重症化に関与する新生血管の同定と特性解析

Research Project

Project/Area Number	23KJ1885
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	国内
Review Section	Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	高橋智子慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特別研究員(PD)
Project Period (FY)	2023-04-25 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	血管新生 / 歯周病 / 血管イメージング
Outline of Research at the Start	本研究の申請者は、硬組織下における血管立体構造を単一細胞レベルで可視化する独自のイメージング技術を用いて、未だ不明点の多い歯周病の高い発症率・重症率と糖尿病の関連性について、血管新生の関与やその特性を解析する事により糖尿病患者における新しい概念の歯周病予防や治療アプローチの創出に繋がると考えた。本研究では、歯周組織における炎症や歯周病に関与する新生血管の同定と特性解析を行うことにより、糖尿病患者における歯周病の高い発症率・重症化率に対する新しい予防・治療法を提唱することを目的とする。さらに基礎研究の成果を生かして医療への応用を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の申請者は、歯周組織における脱灰時間や凍結切片の厚さなどを最適化したことにより、正常な歯周組織のみならず歯周病モデルにおける歯周組織の血管イメージングに成功した。本申請研究において、独自の血管可視化技術を用いて野生型マウスと歯周病モデルマウスの歯周組織を解析したところ、野生型マウスと比較して歯周病モデルマウスでは血管が増生していることが観察された。さらに歯周組織における血管の密度を定量化したところ、野生型マウスと比較して歯周病モデルマウスにおいて血管の密度が有意に高くなっていることが認められた。次に、歯周病に関与する血管の詳細を検討する方法として、免疫組織化学 (IHC)技術を選択した。IHCにおいて、血管のマーカーであるCD31やEndomuchinの発現の差を検討するために、抗体の選択や、至適濃度、反応時間などの実験条件の最適化のために詳細な文献検索を行なった。これらの検索によって、野生型マウスと歯周病モデルマウスの血管におけるCD31やEndomuchinの発現の差を比較検討するための実験プロトコルを作成することができた。さらに血管の分岐をガイダンスすることが報告されているフィロポディアについてもIHCによる評価を計画した。詳細な文献検索によって、野生型マウスと歯周病モデルマウスの歯周組織においてフィロポディア数を比較検討するための実験プロトコルを作成・予備検討を行なった。以上の実験結果を今後得ることにより、歯周病モデルマウスにおいて歯周組織における血管の密度や血管の分岐をガイダンスするフィロポディア変化の有無により、歯周病に関与する新生血管の関与の有無が示唆されることから、本申請研究における重要な知見が得られると考える。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 【現在までの進捗状況】本研究課題について、現在までの進捗は遅れている状況である。本研究課題採択後の2022年5月に妊娠が判明し、妊娠期間中に体調不良期間が長く続いてしまったため、研究の進捗が遅れている。博士課程で確立した硬組織下における血管イメージングの技術を用いて、歯周組織における血管可視化技術の最適化や歯周血管の表現型解析のために必要なプロトコルは既に有しており、得られたデータに関する評価・解釈に基づき結果を導き出せる遂行環境が準備できている。
Strategy for Future Research Activity	【今後の研究の推進方策】研究計画の変更なし今後、正常歯周組織と歯周炎組織における血管マーカーの発現を解析し、歯周炎組織に血管マーカーの発現の差や血管の密度などに変化がみられるかどうか検討を行う。次に、野生型マウスと歯周病モデルマウスそれぞれの歯肉上皮を用いてシングルセルRNAシーケンシングを行い、正常歯周組織と比較して歯周炎組織における血管新生関連因子発現の変化を検討することにより歯周炎組織における細胞組成と遺伝子プロファイリングの変化を解析する。さらに歯周組織における血管の機能解析を行うために、VEGF受容体レポーターマウスや血管内皮特異的VEGF受容体欠損マウスなどを用いて、血管新生プロセスのない環境下における歯周炎組織の表現型を検討する。以上のことから歯周炎組織における新生血管部位を特定し、新生血管部位への抗VEGF薬投与を行う。抗VEGF薬を投与したことにより歯肉腫脹の消失や歯周ポケット深さの改善など歯周炎症状の改善がみられるかどうか検討する。さらに糖尿病モデルマウスの歯周炎組織における新生血管部位へ抗VEGF薬を投与し、歯周病の改善症状がみられるかどうか評価を行い、歯周病モデルマウスへの抗VEGF薬投与と比較して歯周病の改善症状に差がみられるかどうか評価、検討を行う。