2020 Fiscal Year Research-status Report
A novel trial for periodontitis treatment by administering anti-FLT1 antibody to the naturally-occurred periodontitis-affected cynomolgus monkey gingiva
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20K07344
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
山口 洋子 日本大学, 歯学部, 助教 (00239922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 光宏 奥羽大学, 薬学部, 教授 (30194145) [Withdrawn]
山海 直 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 霊長類医科学研究センター, 再雇用職員 (80300937)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 初代培養細胞 / 三次元培養 / 歯周炎治療薬 / コラーゲン分解 / VEGFR阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、歯肉上皮細胞と組み合わせて三次元培養すると極度のコラーゲン分解を引き起こす歯周炎関連線維芽細胞（PAF）を重度歯周炎患者の歯肉から分離し、「生体外歯周炎モデル」を確立した。このPAFが歯周炎の病態形成における重要な宿主側のリスクと捉えて「生体外歯周炎モデル」のマイクロアレイ解析を行ったところ、血管内皮細胞増殖因子受容体1（VEGFR1）が最も高い発現を示し、VEGFRキナーゼ阻害剤がこのモデルでコラーゲン分解を顕著に阻害したことから、重要な治療標的候補分子であることが判明した。VEGFR1を特異的にブロックする抗体を用いて歯周炎を自然発症したカニクイザルを用いた有効性試験を行う予定でいたが、新型コロナ感染症の拡大によって研究環境の制約が生じたため、当該の実験が遂行不能に陥った。当初は霊長類医科学研究センター（つくば市）での実験を予定していたが、ソフト・ハード面における制約が想定以上に大きくなった。さらにカニクイザルを用いた研究において主導的役割を担い、すでに予備的実験を進めていた研究分担者の大島光宏博士が体調不良に陥り、令和2年12月に逝去したため、実験の継続的な展開が困難となった。このような状況のため、カニクイザルを用いた研究を断念せざるを得なかった。そこで研究計画を見直し、「生体外歯周炎モデル」およびPAFを活用し、各種抗体・阻害剤の効果を検証する実験を幅広く展開することで、臨床的意義を実証することとした。
すでに治療薬として認可されているVEGFR阻害剤が低濃度でコラーゲン分解阻害作用を示したことから、ドラッグディポジショニングも念頭に新規歯周炎治療薬の開発できる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナ感染症の拡大によって研究環境の制約が生じたため、大幅に研究が遅延したこと。また当初は霊長類医科学研究センター（つくば市）での実験を予定していたが、ソフト・ハード面における制約が想定以上に大きくなっただけでなく、カニクイザルを用いた研究において主導的役割を担い、すでに予備的実験を進めていた研究分担者の大島光宏博士が体調不良に陥り、令和2年12月に逝去したため、実験の継続的な展開が困難となった。このような状況のため、カニクイザルを用いた研究を断念せざるを得なかった。そこで研究計画を見直し、「生体外歯周炎モデル」およびPAFを活用し、各種抗体・阻害剤の効果を検証する実験を幅広く展開することで、臨床的意義を実証することとした。
生体外歯周炎モデルによる入手可能なVEGFR阻害剤によるスクリーニングを行い、すでに治療薬として認可されているVEGFR阻害剤が低濃度でコラーゲン分解阻害作用を示した。VEGFR阻害剤作用させることにより、どのような遺伝子に変化をきたすのかを知るためにマイクロアレイ解析用サンプルを準備できたところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナ感染症の拡大によって研究環境の制約が生じたため、カニクイザルを用いた研究を断念せざるを得なかった。そこで、げっ歯類を用いた歯周炎モデルを活用する実験を計画している。マウスの歯頚部を絹糸で結紮することにより、実験的な歯周炎モデルを作成できることができる。カニクイザルを用いた実験では、自然発症による歯周炎であるため、飼育環境の違いや個体差によるばらつきが想定される。さらに、特別な飼育設備が必要で生体の扱いが難しく、解析できる個体数が少ない。一方で、マウスを用いた実験では、遺伝的背景・飼育環境をそろえた条件で、同時に多くの個体を解析可能である利点がある。申請者らはヒト初代培養細胞を用いた生体外歯周炎モデルを独自に確立し、さらに網羅的遺伝子発現解析によって、歯周炎の治療標的分子FLT1（VEGFR1）を同定しているため、研究を進める上での高い優位性を有している。FLT1に対する抗体や阻害剤の効果を、細胞実験・動物実験を通じて多面的に検証し、FLT1とコラーゲン分解、歯周炎の進展との関係を明確にし、FLT1タンパクを標的とした歯周炎治療薬を提案していきたい。
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| Causes of Carryover |
1. サル使用料の経費として990万円を計上していたが、コロナ感染拡大による緊急事態宣言にもとない、霊長類医科学研究センター（つくば）での研究が出来なかった。2. コロナ感染拡大の影響から、Vitroの研究も出勤が出来ず、研究できない期間が長引いたこと、および試薬、消耗品の入手に時間がかかり、期限内に購入することが出来なかった。3. 研究分担者の逝去に伴い分担金が返納させてため、次年度の使用額が大幅に変更となった。
分担者の大島が逝去したことにより、サルへの投与が困難となったが、予備実験で行った生体外歯周炎モデルで抽出した歯周炎原因候補遺伝子の中和抗体を歯周炎を自然発症したサルに局所投与した結果、効果が得られていることから生体外歯周炎モデルは動物実験の代替法になる可能性があると考えている。申請当初、入手可能となっていたVEGFR1のみをブロックする抗体がカタログから消えており、動物実験、細胞実験に使用できる抗体が入手できない。また、VEGFR1に作用する阻害剤でもVEGFR1のみをブロックする阻害剤は販売されていないことから、入手可能なVFGFR1に対する複数の阻害剤を生体外歯周炎モデルに作用させ、各阻害剤の作用機序の違いからコラーゲン分解にかかわる因子を抽出し、FLT1とコラーゲン分解との関係を明確にしFLT1タンパクを標的とした歯周炎治療薬を提案していきたい。
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