エネルギー代謝調節遺伝子UCPの歯周炎における役割の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09572
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 杉田 典子 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30313547)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 歯周炎 / UCP / 遺伝型 / ミトコンドリア / サイトカイン / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

脱共役タンパク（Uncoupling protein; UCP）はミトコンドリア内膜に存在し、エネルギーを熱として放散させる機能を持つ。そのうちUCP2は白血球など広汎な組織に、UCP3は骨格筋、褐色脂肪組織、胸腺、脾臓に分布する。UCP遺伝子多型は糖尿病・肥満・骨粗鬆症に関連する。従来、歯周炎とこれらの疾患との関連性が報告されている。我々はこれまでに閉経後女性においてUCP2、UCP3遺伝型と重度歯周炎の関連性を示した。また細胞実験でUCPが活性酸素産生を抑制することを報告した。しかし対象とした集団に糖尿病・肥満・骨粗鬆症の有病者数が少なく、歯周炎とこれらの疾患との関係にUCP遺伝型が影響を与えているか否かを解析できなかった。
そこで本研究は、総合病院外来患者である成人男女を対象に、歯周炎・糖尿病・肥満・骨粗鬆症とUCP遺伝型との関連を解析するとともに、歯周炎におけるUCP2、UCP3の役割について細胞実験および歯周炎モデルマウスを用いて明らかにすることを目的としている。
初年度である平成30年度において、UCP遺伝型関連横断研究を行うため、佐渡市佐渡総合病院の外来患者を対象として既存のコホート研究PROST（Project in Sado for Total health）より、本研究に必要なデータと既に採取済みのDNAおよび血清サンプルについてプロジェクト管理者に使用許可申請を行った。
一方、UCPの歯周炎における役割を解明するための細胞実験を行い、ヒトマクロファージ様細胞においてUCPが歯周病原細菌由来LPS刺激時の各種サイトカイン産生を抑制することを国際学会にて発表した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

細胞実験の成果は得られており、国際学会での発表も行ったが、成人男女を対象とした遺伝型関連横断研究の結果がまだ得られていない。これについては既存のコホート研究からデータおよび検体を利用する予定である。当該コホートにおける総合的な遺伝型研究全体に対しては既に新潟大学遺伝子倫理委員会の承認が得られているものの、本研究についても個別の承認が必要であるとされたため、申請中である。倫理審査システムの大幅な変更が行われたため、通常年度よりも長期間を要している。しかし、一旦承認が得られれば、サンプリングの期間を要さず、解析のみを行えばよいため、数か月で結果を得られる予定である。

Strategy for Future Research Activity

倫理委員会の承認が得られ次第、ゲノムDNAサンプルをフィルジェン社に送り、UCP遺伝型タイピングを依頼する。結果を待つ間に、ヒトマクロファージ様細胞を使用した細胞実験に加えて、ヒト歯根膜細胞についても、歯周病原細菌由来LPS刺激時の活性酸素産生およびサイトカイン産生に対するUCP2およびUCP3の機能を解析する。上記の遺伝型タイピングが終了次第、直ちに歯周炎・糖尿病・肥満・骨粗鬆症とUCP遺伝型の関連について統計学的解析を行い、成果を論文にまとめて国際学術雑誌に投稿する。また、マウスにおける実験的歯周炎モデルにおいて歯肉組織のUCP発現を確認する。次いでUCP2、UCP3ノックアウトマウスに歯周炎を惹起し組織学的解析を行う予定である。

Causes of Carryover

平成30年度の使用額の内訳は細胞実験に使用した細胞、試薬、および英文校閲料であった。総合病院外来患者を対象とした横断研究にてUCP遺伝型と歯周炎・糖尿病・肥満・骨粗鬆症の関連性を解析するために、UCP遺伝型タイピングをフィルジェン社に依頼する費用を使用額に予定していたが、倫理委員会の承認が予定よりも遅れたため、使用しなかった。
この横断研究のサンプルおよびデータはいずれも既に採取済みであり、これからサンプリングを行うものではない。したがって、今後、倫理委員会の承認が得られ次第、直ちに遺伝型タイピングを行う。その費用は約153万円を予定している。
また翌年度分として請求した助成金は主に細胞実験の細胞と試薬、次いで、マウス購入および歯周炎モデル実験に使用する試薬、動物実験施設管理費にあてる計画である。

Research Products

• [Journal Article] MAEA rs6815464 polymorphism and periodontitis in postmenopausal Japanese females: A cross-sectional study. (2019)
  • Author(s): Che Y, Sugita N, Yoshihara A, Iwasaki M, Miyazaki H, Nakamura K, Yoshie H.
  • Journal Title: Archives of Oral Biology Volume: 102 Pages: 128-134
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2019.04.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A polymorphism rs6815464 in the macrophage erythroblast attacher gene is associated with low bone mineral density in postmenopausal Japanese women. (2019)
  • Author(s): Che Y, Sugita N, Yoshihara A, Iwasaki M, Miyazaki H, Nakamura K, Yoshie H.
  • Journal Title: Gene Volume: 700 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.gene.2019.03.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The number of remaining teeth as a risk indicator of cognitive impairment: A cross-sectional clinical study in Sado Island. (2018)
  • Author(s): Kuroki A, Sugita N, Komatsu S, Wakasugi M, Yokoseki A, Yoshihara A, Kobayashi T, Nakamura K, Momotsu T, Endo N, Sato K, Narita I, Yoshie H
  • Journal Title: Clinical and Experimental Dental Research Volume: 4 Pages: 291-296
  • DOI: 10.1002/cre2.147
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Uncoupling protein 2 attenuates production of reactive oxygen species and interleukin-8 in THP-1 cells stimulated with Porphyromonas gingivalis-derived lipopolysaccharide. (2018)
  • Author(s): Sugita N, Takahashi N, Che Y, Takamisawa K, Yoshie H.
  • Organizer: EUROPERIO 9
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effect of Gli-similar 3 gene polymorphism on the relationship between periodontitis and renal function in postmenopausal Japanese women. (2018)
  • Author(s): Takamisawa K, Sugita N, Yoshihara A, Iwasaki M, Che Y, Kuroki A, Miyazaki H, Nakamura K, Yoshie H.
  • Organizer: EUROPERIO 9
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Associations between cognitive impairment and number of teeth classified in small groups: a cross-sectional clinical study in Sado Island. (2018)
  • Author(s): Kuroki A, Sugita N, Kobayashi T, Yoshihara A, Nakamura K, Yoshie H.
  • Organizer: EUROPERIO 9
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Expression and function of macrophage erythroblast attacher in THP-1 cells and human periodontal ligament fibroblasts stimulated with Porphyromonas gingivalis derived lipopolysaccharide. (2018)
  • Author(s): Che Y, Sugita N, Takahashi N, Takamisawa K, Yoshie H.
  • Organizer: EUROPERIO 9
  • Int'l Joint Research