2019 Fiscal Year Research-status Report
歯肉上皮組織自然免疫システムの調節により歯周病原細菌の結合組織侵入を阻止できるか
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18K09615
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| Research Institution | Fukuoka Dental College |
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Principal Investigator |
金子 高士 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (10284697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉永 泰周 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (60452869)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | インフラマソーム / カスパーゼ４ / カスパーゼ５ / カスパーゼ１ / ピロトーシス / NLRP3 / 歯周病原細菌 / LPS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯周炎歯周組織において一部の歯周病原細菌が歯肉上皮組織や、さらに深部の結合組織内に侵入していることが報告されている。しかしながら角化層、顆粒層、有棘層、基底層、基底膜から構成される重層上皮において、どのような経路で細菌が侵入しているか明らかではない。そこで我々は歯肉上皮細胞と歯肉線維芽細胞からなる三次元歯肉再構成モデルを作製し、トレーサーで標識した歯周病原細菌を感染させ、継時的に観察することにより歯肉上皮組織内への侵入経路を明らかにしようと考えた。そこで口腔扁平上皮細胞株のHSC-2と健常者の歯肉から採取した歯肉線維芽細胞を用いリフトアップ法にて三次元歯肉モデルの作製を試みたが、歯肉上皮はガン真珠様に重層し、正常な歯肉組織像を示さなかった。そのため、我々は健常者の歯肉から上皮細胞による三次元歯肉モデルの作製試みた。しかしながら、ヒト口腔内から分離した上皮細胞は複数回の継代培養ができず、ヒトプライマリー細胞での三次元歯肉モデル作製は頓挫している。 一方、近年、腸管細菌感染でインフラマソームによるカスパーゼ1活性化に伴う上皮細胞の脱落がおこり、このことが細菌の上皮下結合組織への侵入につながる ことが報告された。そこで我々は先にHSC-2単層培養におけるカスパーゼ4、5刺激によるノンカノニカルなNLRP3インフラマソーム活性化による上皮細胞細胞死に関する研究を行った。E. coli LPSのHSC-2細胞へのトランスフェクションは、細胞死を誘導するのに対して、Porphyromonas gingilvalis LPSのトランスフェクションは細胞死を誘導しないことを見出した。P. gingivalis LPSは腸内細菌のLPSとは構造が異なっていることと関連しているものと推測している。現在はこの現象がマクロファージにおいても再現できるかどうか実験をおこなっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
歯肉扁平上皮細胞腫瘍株のHSC-2とヒト歯肉から採取した線維芽細胞を用いた三次元歯肉再構成モデルの作製を試みたが、歯肉上皮はガン真珠様に重層し、正常な歯肉組織像を示さなかったことから、本実験のモデルとしては適さないと考えられた。そのためヒトプライマリー歯肉上皮細胞を用いた三次元歯肉再構成モデルを作製することとしたが、歯肉上皮細胞の継代・培養が困難であり、十分な細胞数の確保ができなかったため現在、ヒト細胞を用いたモデル作製は頓挫している。一方HSC-2単層培養を用いた実験では、P. gingivalis LPSのカスパーゼ４活性化能が弱く、上皮細胞死を誘導できないという新しい知見を得ることができ、現在はその現象の基本メカニズムを解明する実験を遂行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
歯周病原細菌LPSの カスパーゼ4の活性化能について、P.gingivalisに加えて、Aggregatibacter actinomycetemcomitansやFusobacterium nucleatumのLPSでも実験を行う。またにカスパーゼ4とカスパーゼ1の遺伝子発現を抑制した細胞実験を行い、ノンカノニカルなインフラマソーム活性化によるピロトーシス誘導、またIL-1βプロセッシングにおける、これらの分子の役割を明らかにする予定である。さらにこれらの細菌感染時の細胞応答についても実験を行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
ヒト歯肉上皮ガン細胞もしくはプライマリーヒト歯肉上皮細胞を使用した歯肉３次元構築モデルの作製がうまくできなかったことから、次年度使用額が生じた。今年度は歯肉単層培養細胞を使用した各種実験を行っていく予定である
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