2016 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノムワイドアプローチによる歯周病疾患関連遺伝子探索の新展開
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15H02579
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村上 伸也 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (70239490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 正博 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (10243247)
森崎 隆幸 東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (30174410)
山田 聡 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (40359849)
竹立 匡秀 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (60452447)
池邉 一典 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (70273696)
山下 元三 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (90524984)
北垣 次郎太 大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (90570292)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 歯周病 / 侵襲性歯周炎 / 分子疫学 / 疾患関連遺伝子 / バイオインフォマティクス / 遺伝子改変マウス / Chemical screening |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、ゲノムワイドアプローチを用いて歯周病の発症・進行に関わる疾患関連遺伝子を抽出すること、さらに、当該遺伝子の発現ならびに機能解析を解明することを目的としている。平成28年度の研究成果について以下に報告する。
当初の計画通り、本研究への参加に応諾された侵襲性歯周炎患者45名程度より採血を行い、ゲノムDNAを抽出後にエクソーム解析を行った。得られたデータを基に作成された侵襲性歯周炎患者のデータベースと日本人リファレンスライブラリーデータベースを用いて、バイオインフォマティクス手法を駆使した統計学的解析を行い、SMPD3のSNP rs145616324を侵襲性歯周炎の疾患関連遺伝子の一つとして抽出した。
一方で、大阪大学健康長寿研究に協力いただいている高齢長寿者の方々のデータベースの拡充を目的として、長寿者に対する口腔内検査ならびに一般採血等を実施した。
次に、上記バイオインフォマティクス解析により得られた疾患関連遺伝子SMPD3の発現ならびに機能解析をin vitro細胞培養実験を用いて行った。その結果、歯根膜細胞の骨芽細胞分化に伴いSMPD3の発現が上昇すること、SMPD3は歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を促進させること、さらには、SMPD3のSNP rs145616324は歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を抑制的に制御させることを見出した。
また、PLAP-1/asporin、cathepsin K等の歯周組織の恒常性維持への関与が報告されている遺伝子についてin vitro細胞培養実験ならびにin vivo動物実験を用いた機能解析を行った。その結果、PLAP-1/asporinが脂肪組織にも発現し、肥満病態を促進的に制御すること、肥満進行において重要な役割を担うECMの発現に関与していること、また高脂肪食投与による歯槽骨吸収に関与していることを見出した。また、cathepsin K阻害剤が歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を誘導していることを見出した。
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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
当初の計画通り、研究への参加の承諾が得られた侵襲性歯周炎患者を対象としたゲノムワイドアプローチによるエクソーム解析を実施し、侵襲性歯周炎の疾患関連遺伝子の一つとしてSMPD3を同定することができた。また、in vitro細胞培養実験を用いて、SMPD3が歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を促進させること、SMPD3のSNP rs145616324が歯根膜細胞の骨芽細胞への分化を抑制的に制御させること見出すことができた。さらに、PLAP-1/aspirin、cathepsin K等の歯周組織の恒常性維持に関与すると考えられている遺伝子の機能解析をin vitro細胞培養実験ならびにin vivo動物実験を用いて遂行した。以上のことから、本研究は当初の計画通り概ね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度も、平成28年度と同様に、研究への参加の承諾が得られた侵襲性歯周炎患者を対象としたゲノムワイドアプローチを行い、同データベースの拡充に努める。また、正常コントロールデータベースを用いたバイオインフォマティクス解析を継続し、新たな侵襲性歯周炎の疾患関連遺伝子の抽出を目指す。
上記のゲノムワイドアプローチにより得られた疾患関連候補遺伝子に対して、その発現ならびに機能解析をin vitro細胞培養実験とin vivo動物実験の両面を用いて実施する。
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[Journal Article] Sphingomyelin Phosphodiesterase 3 Enhances Cytodifferentiation of Periodontal Ligament Cells2017
Author(s)
S Miyauchi, J Kitagaki, R Masumoto, A Imai, K Kobayashi, A Nakaya, S Kawai, C Fujihara, Y Asano, M Yamashita, M Yanagita, S Yamada, M Kitamura, S. Murakami
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Journal Title
J Dent Res
Volume: 96
Pages: 339-46
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Transcriptome Reveals Cathepsin K in Periodontal Ligament Differentiation.2016
Author(s)
Yamada S, Ozaki N, Tsushima K, Yamaba S, Fujihara C, Awata T, Sakashita H, Kajikawa T, Kitagaki J, Yamashita M, Yanagita M, Murakami S
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Journal Title
J Dent Res
Volume: 95
Pages: 1026-33
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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