2020 Fiscal Year Research-status Report
基質糖化に起因した歯髄の異所性石灰化メカニズムの解明と臨床応用法の開発
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20K09973
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三浦 治郎 大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (70437383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北條 裕信 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00209214)
清水 真人 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (70380277)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖化最終産物 / 歯髄細胞 / 石灰化 / 異栄養性石灰化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖化に関する研究において、粥状動脈硬化部位におけるAGEs関連物質の沈着や、糖尿病患者における血管内や歯髄内における病的石灰化が報告されており、糖化によるストレスが未分化間葉系細胞の分化や石灰化に関連していることから、糖化コラーゲンを応用した培地上での歯髄由来細胞の石灰化様相の違いや、コラーゲンスポンジを糖化処理することで作成し歯髄内に留置し周囲の石灰化様相の違いなどを多面的に解析を行った。この際、糖化スポンジの特性を液体クロマトグラフィーで評価し架橋型の糖化産物が多く形成されていることが確認された。また、ラット歯髄内における石灰化様相の分析を行った。
我々はこれまでの実験で、歯髄細胞およびラットを用いた予備実験段階で、AGEsを添加した培地および高血糖状態のラットにおいて、歯髄内の基質周囲において石灰化が顕著に起こる現象を確認していた。これらは糖化に起因して歯髄内の血管障害が起こり、低酸素状態が持続するため歯髄内において異栄養性の石灰化が起こっていると考えられた。さらに、糖化スポンジを入れた歯髄周囲においても石灰化現象が確認できたことから、酸素欠乏状態における異栄養性の石灰化以外にも、細胞周囲に存在する基質に糖化修飾を加え環境を変えることで、様々な組織に石灰化現象を誘導できる可能性が示唆された。
糖化による歯髄内血管損傷のメカニズムを探るため、力学解析による血管損傷のモデル化を構築し、歯の根尖周囲の血管に応力が集中しやすい傾向があることを突き止めた。これらがどのような条件で起こっているかを組織学的なデータと共に今後分析を進めていく予定である。
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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
歯髄由来細胞において最終糖化産物の影響により異栄養性石灰化が促進されるということが分かった。また糖尿病ラットの歯髄内においては糖化反応と共に血管の脆弱性が確認され血流障害が起こっていることが明らかになった。さらに、糖化コラーゲンスポンジを歯髄周囲に置いたラットにおいても糖化スポンジの周囲に石灰化が促進されている様相が確認できた。現時点ではサンプル数の問題から厳密な分析には至っていないが、糖尿病ラットにおいては、色素還流により歯髄内の血流が停止もしくは微弱な物となっている傾向が認められ同時に低酸素指標であるHIF1の局在も認められた。これらのことから低酸素による異栄養性石灰化が起こっていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
歯髄由来細胞の培養実験における詳細な分析とラットを用いた石灰化誘導実験の間の現象を紐付けるため、ラット歯髄周囲におけるタンパク質の発現状況を網羅的に調べることを考えている。さらに歯髄近傍に付与することで石灰化を誘導する糖化コラーゲンスポンジにおける糖化最終産物の種類や量を測定し、今後の材料付与実験における最適な材料設計を考えれるデータの採取を予定している。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため学会参加がon-lineになり旅費等が削減されたため。さらに、動物実験と細胞培養実験が当初の予定より順調に進んだため予定より抗体や培地などの購入金額が抑えられた。研究計画としては、歯髄内結石の評価実験などを試験数を増やしてより詳細に行う予定であり、使用額に関しても実験計画に大きな変更は見られない。
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[Presentation] TAF12, a Member of TFIID Transcription Factor Complex, Contributes to Osteoclast Differentiation and Bone Resorption In Vivo2020
Author(s)
Miyagawa K, Ohta Y, Teramachi J, Miura J, Mark A Subler, John M Chirgwin, Jolene J Windle, G David Rodman, Kurihayra N
Organizer
The American society for bone and mineral research 2020
Int'l Joint Research
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