2019 Fiscal Year Research-status Report
Mechanisms involved in pathogenesis of myocardial infarction by foam cell formation and inflammasome activation
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18K09556
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
西原 達次 九州歯科大学, 歯学部, 特任教授 (80192251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有吉 渉 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (40405551)
沖永 敏則 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (60582773)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 歯周病 / 心筋梗塞 / インフラマソーム / ピロトーシス / マクロファージ / 泡沫化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生活習慣病と歯周炎の因果関係が注目されているが、その病態を分子レベルで検証している研究は見られない。そこで、歯周炎において、マクロファージ内に取り込まれた細胞内寄生細菌が、マクロファージの泡沫化とともに、インフラマソームを活性化することを見出し、これらの現象により、心筋梗塞などの生活習慣病が誘発されるという仮説を立て、研究を遂行した。
マクロファージにおける歯周病原性細菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansが誘導するピロトーシスについては、フローサイトメーターを用いた細胞死の解析、炎症性サイトカインの発現など多面的な視点で検証した。その結果、ピロトーシスや炎症性サイトカインの産生において、インフラマソーム複合体の形成を介した複雑な分子機構が関与していることを明らかにした。それに加えて、多価不飽和脂肪酸が歯周病原性細菌の侵入により誘導されるマクロファージ系細胞のピロトーシスや炎症性サイトカインの産生に対して抑制的に作用すること、さらにそのメカニズムとしてインフラマソーム複合体形成の負の制御が関与していることを見出した。
加えて、付随研究として炎症性サイトカインであるIL-17Aが血管内皮細胞やマクロファージ系の細胞に作用して、接着分子の発現やスカベンジャー受容体であるLOX-1を介する泡沫化細胞形成を亢進することにより、アテローム性動脈硬化の病態形成へ関与していることを示唆する結果が得られた。
これらの知見をベースに最終年度は、MEMSを応用した微小流路チップによる流路血管系を用いた、実験系を構築し、口腔内細菌による血栓形成や心内膜炎発症のメカニズム解析へと繋がる研究モデルの提案を目指す。
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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
IL-17Aの血管内皮細胞やマクロファージ系の細胞への生物学的活性を介した泡沫化細胞形成の促進とアテローム性動脈硬化の病態形成へ関与については、詳細な分子メカニズムを明らかにし、英文誌への投稿・受理を終了している。また、歯周病原性細菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansの侵入によるピロトーシスに対する多価不飽和脂肪酸の抑制作用に関する研究では、そのバックグラウンドとなるインフラマソーム活性化の制御にフォーカスした分子レベルの研究結果を蓄積し、それを取り纏めた上で英文誌への投稿が終了し、現在査読中である。こうした点から、in vitroの細胞ベースの研究については、概ね研究計画に沿って進捗している状況である。
一方、MEMSを応用した微小流路チップの開発については、チップの設計、血管内皮細胞のコーティング条件、流速等の種々の条件の最適化を継続して行い、微小血管流路内での血栓形成をリアルタイムで観察できるまで、実験系を成熟させることができた。今後、本流路内への歯周病原性細菌もしくは、その病原因子の環流実験を行い、局所の歯周病原性細菌の菌血症による心・血管系への影響を評価できる実験系を開発して行く。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の大きな目標は、血管流路系の成熟化である。本年度の研究開発の経緯から、昨年度の段階で問題視されていたチップの気密性、フローのコントロール、研究の再現性については大幅に改善することができた。今年度は、微小血管流路系の確立を最優先し、同モデルを用いて、流路内に蓄積されたプラーク塊を回収し、マイクロアレイ・次世代シーケンサー解析を行って、血栓形成に関与する因子の同定を行う。
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| Causes of Carryover |
血管流路の構築に要する機材や試薬の購入費が少なく済んだためである。翌年度は、詳細な条件設定を行い、同流路を用いた実験システムを完成させ、種々の分子生物学的解析を追加する予定であるため、それに係る消耗品費用として計上する。
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