2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis of colonization of periodontal pathogen into periodontal tissues
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18H04068
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
天野 敦雄 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50193024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保庭 雅恵 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00303983)
竹内 洋輝 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (40572186)
坂中 哲人 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (90815557)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | P. gingivalis / 細胞内定着 / 細胞内輸送 / ポリアミン / メタボローム解析 / 歯周病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯肉上皮バリアは、宿主が口腔内細菌と拮抗状態を維持するために重要な役割を果たしている。これまで我々は、歯周病菌Porphyromonas gingivalis が歯肉上皮細胞のタイト・ジャンクション関連タンパク質を特異的に分解しバリア機能を低下させることを報告した。この上皮バリア機能の低下が歯周病菌の組織内侵入に関与する可能性がある。しかし、歯周病を随伴する症候群の責任遺伝子と歯肉上皮のバリア機能の関しては、不明な点が多い。令和２年度は、歯周病を随伴する症候群の内、好中球減少症の責任遺伝子をノックダウンまたはノックアウトした歯肉上皮細胞を用い、歯肉上皮の３次元培養法を確立した。共焦点顕微鏡による３次元的観察から、特定のタイト・ジャンクション関連タンパク質の発現減少を認め、好中球減少症の責任遺伝子がタイト・ジャンクション関連タンパク質の発現への関与が示唆された。この技術により好中球減少症を模した疾患モデル組織を研究対象とすることが可能になった。
加えて、P. gingivalis感染を受けた歯肉上皮細胞における代謝変動についても検討を進めた。感染24時間後の細胞ではグルコース－６－リン酸、フルクトース－６－リン酸の細胞内濃度がそれぞれ3.0倍、2.9倍に上昇する一方、フルクトース－1,６－ビスリン酸は0.2倍に、また、グルコース－１－リン酸は0.4倍の濃度に低下した。この現象の責任分子を同定する目的で、感染歯肉上皮細胞の糖代謝関連分子の発現状態を確認したところ、感染後24時間の時点でglut-3遺伝子の発現が約１０倍上昇していることが確かめられた。このことから、P. gingivalis感染は、昨年度報告したアルギニン代謝経路およびその下流に位置するポリアミン産生経路のみならず、宿主歯肉上皮細胞の解糖系／糖新生系代謝経路を撹乱すると推測された。
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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
短期目標は、歯周病を随伴する症候群の責任遺伝子をノックダウンまたはノックアウトさせた歯肉上皮細胞を作成し、形態学的に観察することである。その結果、本研究計画の３年目に、好中球減少症の責任遺伝子をノックアウトまたはノックアウトさせた歯肉上皮モデルを作成し、タイト・ジャンクション関連タンパク質の局在を共焦点顕微鏡でZ軸方向に観察する方法を確立することができた。令和２年度の目標はやや困難が予想されたものであったが、本研究課題の達成のために必要なレベルまで達成された。また、感染細胞の代謝変動解析も順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度の目標は、好中球減少症の責任遺伝子をノックダウンまたはノックアウトした歯肉上皮モデルを作成してP. gingivalis を感染させ、本菌の組織内動態を観察することである。また、歯周病を随伴する他の症候群の責任遺伝子をノックダウンまたはノックアウトした歯肉上皮モデルを作成し、その表現型を形態学的に観察する。加えて、P. gingivalis感染がかく乱する細胞内代謝変動の解析はポリアミン産生経路、解糖系／糖新生系代謝経路に焦点を当てて行う。
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Research Products
(21 results)
