RNA-Seq解析を用いた高齢マウスにおける歯周炎関連骨吸収因子の同定

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K19015
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大方 広志 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (70709138)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 実験的歯周炎モデル / 網羅的遺伝子解析 / 歯槽骨吸収 / マウス

Outline of Annual Research Achievements

歯周病は加齢に伴い罹患率が上昇する疾患である。特に歯槽骨の吸収を伴う歯周炎は、高齢者が歯を喪失する主な原因であるにも関わらず、加齢と歯周炎の病態 を関連付けた報告はほとんどなく、加齢が歯周炎関連の骨吸収に与える影響については生物学的知見に乏しい。そこで本研究では、高齢個体と若齢個体とで歯周炎による歯槽骨吸収の分子メカニズムは異なるのかを調べることを目的とし、実験的歯周炎モデルマウスを用いて歯周炎により歯槽骨吸収を起こした組織に発現している遺伝子を網羅的に解析し、高齢マウスと若齢マウスとで比較検討を行い、高齢と若齢とで歯周炎による歯槽骨吸収の分子メカニズムの違いを調べ、加齢が歯周炎関連骨吸収に与える影響を明らかにする。
当該年度においては、生後10週齢の若齢マウスと生後78週齢の高齢マウスを用いて上顎左側第二臼歯に6-0絹糸を結紮して歯槽骨吸収を惹起する実験的歯周炎モデルを作製した。結紮後10日で第二臼歯を含めた上顎を採取してトータルRNAを抽出し、網羅的遺伝子解析法の一つであるCAGE解析を行い、発現変動遺伝子を明らかにした。さらに高齢で発現上昇する遺伝子群と発現低下する遺伝子群とでそれぞれGO解析を行った。
若齢マウスと高齢マウスにおいて上記と同様の実験的歯周炎モデルを作製し、上顎左側部を採取して4%パラホルムアルデヒドによる固定を行った。固定後の試料のマイクロCT撮影を行い、骨吸収部の三次元画像を構築し、歯周炎による骨吸収量を算出した。その結果、高齢で結紮した群における歯槽骨吸収量が最も大きかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度は、CAGE法により得られた発現変動遺伝子をもとにGO解析を行い、対照群と実験群における発現遺伝子の特徴パターンを明らかにすることが出来た。さらに、マイクロCTを用いて実験的歯周炎モデルにおける歯槽骨吸収量の定量解析を予定通り遂行できた。以上のことから本研究は概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

令和４年度は、マイクロCT解析に用いた4%パラホルムアルデヒド固定済みの上顎試料をEDTAにより脱灰し、パラフィン包埋後に連続切片を作製して組織学的解析を行う予定である。さらに歯周炎関連骨吸収因子であると同定された遺伝子についてジゴキシゲニン標識RNAプローブを作製して in situ hybridization法による組織学的解析を行う予定である。

Causes of Carryover

当該年度に行う予定であった組織学的解析を行うことができなかったため、未使用金額が発生した。
発生した未使用金額は、次年度に延期した実験を遂行するための経費として、次年度請求額と併せて使用する予定である。