歯周疾患の新たな診査法の確立と治療薬ならびに予防薬の開発に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06557098
• Research Institution: KYUShU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 山本 健二 九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中西 博 九州大学, 歯学部, 助手 (20155774) ; 國松 和司 長崎大学, 歯学部, 講師 (20170011)
• Keywords: 歯周疾患 / 歯周病原性プロテアーゼ / 臨床評価法の確立 / 治療薬の開発 / システインプロテアーゼ / Arg-gingipain / 歯周病原菌 / Porphyromonas gingivalis

Research Abstract

歯の喪失を引き起こす歯周疾患は歯科領域のみならず、他の臨床分野においても関連のある重要疾患として重要視されている。歯科臨床においては様々な臨床パラメーターが本疾患の診査のために用いられているが、いずれも客観性において問題を残しており、炎症局所の病勢や活性度を正確に評価し得るものとはなっていない。本研究は、本疾患の病原因子を特定し、病勢に伴うそれらの動態から、本疾患の発症や進行過程における機能を解析し、治療や予防・診断における有効な方法論を確立することを目的とした。病原因子としては、本疾患のもっとも重要な病態が歯周組織の破壊であることに注目して、宿主ならびに口腔細菌由来のプロテアーゼに焦点を絞って研究が進められた。本年度は、歯周病原細菌として最も重要なPorphyromonas gingivalisが産生するプロテアーゼについての研究が中心的に行われ、以下のような研究成果が得られている。
(1)Porphyromonas gingivalisが産生するユニークなアルギニン特異的システインプロテアーゼ(Arg-gingipain)の性状について詳細な生化学的分子細胞生物学的解析が行われた。その結果、本酵素が生体防御系の破壊や歯周組織の直接的破壊を通して歯周疾患の病原性に寄与していることが明らかにされた。また、本酵素は菌体の表層蛋白質や分泌蛋白質のプロセシングに関与する菌体にとっては極めて重要な酵素であることが分かった。(2)本酵素遺伝子を完全に欠損させた変異体の解析から、本酵素は本菌が発現する病原性全体の中心部分を占めていることが判った。
(3)歯周炎患者血清中には病勢に応じて本酵素に対する抗体活性の上昇が見られ、本疾患に羅患していない乳幼児の血清中には抗体活性はまったく認められなかった。また、歯肉溝浸出液中のArg-gingipain量は臨床症状の増悪と正の相関を示した。
(4)現在、天然に存在する本酵素に対する強力な阻害剤を開発中で、将来の治療薬と成り得る可能性をもつリ-ド化合物が見い出された。

Research Products

• [Publications] Tsukuba T.,et al.: "Biochemical properties of the monomeric mutant of human cathepsin E expressed in Chinese hamster ovary cells:Comparison with dimeric forms of the natural and recombinant cathepsin E." J.Biochem.119. 126-134 (1996)
• [Publications] Matsuo K.,et al.: "Immunohistochemical localization of cathepsins D and E in human gastric cancer.A possible correlation with local invasive and metastatic activities of carcinoma cells." Human Pathol.27. 184-190 (1996)
• [Publications] Kouzuma Y.,et al.: "Purification,characterization,and sequencing of two cysteine proteinase inhibitors,Sca and Scb,from Sunflower(Helianthus annuus)." J.Biochem.119. 1106-1113 (1996)
• [Publications] Nakayama K.,et al.: "Involvement of arginine-specific cyeteine proteinase(Arg-gingipain)in fimbriation of Porphyromonas gingivalis." J.Bacteriol.178. 2818-2824 (1996)
• [Publications] Azuma T.,et al.: "Expression of cathepsin E in pancreas:A possible tumor marker for pancreas,a preliminary report." Int.J.Cancer. 67. 492-497 (1996)
• [Publications] Okamoto K.,et al.: "Cloning and sequencing of the gene encoding a novel lysine-specific cysteineProteinase(Lys-gingipain)in porphyromonas gingivalis:Structural relationship with arginine-specific cysteine proteinase(Arg-gingipain)." J.Biochem.120. 398-406 (1996)
• [Publications] Nishishita K.,et al.: "Age-related and dexamethasone-induced changes in cathepsins E and D in rat thymic and splenic cells." Arch.Biochem.Biophys.333. 349-358 (1996)
• [Publications] Nakanishi H.,et al: "Increased expression of cathepsins E and D in neurons of the aged rat barin and their colocalization with lipofuscin and carboxy-terminal fragmnets of Alzheimer amyloid precursor protein." J.Neurochem.68. 739-749 (1997)
• [Publications] Kunimatsu K.,et al.: "Immunohistochemical study of cathepsin G and medullasin in inflamed gingival tissues from periodontal patients." J.Periodont.Res.(in press). (1997)
• [Publications] Yamamoto K.,et al.: "Intracellular Protein Catabolism" Plenum Press(New York), 306 (1996)
• [Publications] 山本健二 他: "Modem Physician" 新興出版社, 24 (1996)
• [Publications] Yamamoto K.,et al.: "Medical Aspects of Proteases and Protease Inhibitors" IOS Press(in press), (1997)
• [Publications] Yamamoto K.,et al.: "Proteolysis and Protein Turnover" IOS Press(in press), (1997)
• [Publications] Tsukuba T.: "Medical Aspects of Proteases and Protease Inhibitors" IOS Press(in press), (1997)
• [Publications] Sakai H.,et al.: "Proteolysis and Protein Turnover" IOS Press(in press), (1997)
• [Publications] Okamoto K.,et al: "Proteolysis and Protein Turnover" IOS Press(in press), (1997)