BDNFによる歯髄細胞とマクロファージの細胞連携を基盤とした歯髄保存療法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09976
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 武田 克浩 広島大学, 病院(歯), 講師 (10452591)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脳由来神経栄養因子

Outline of Annual Research Achievements

超高齢化社会を迎えるにあたり、健康寿命の延伸のために口腔機能（咀嚼、嚥下機能等）の低下防止、歯の喪失防止・咬合の保持により一層取り組む必要がある。歯髄の保存は、歯の破折や抜髄に伴う医原性因子の介入や継発症の発生を避けることにつながり、歯の機能を長期に維持する上で非常に重要である。う蝕や外傷によって歯髄が象牙質の保護を失うと、歯髄は不可逆的な歯髄炎に陥り、最終的に壊死に至る。本研究は、歯髄における炎症制御と修復象牙質形成の誘導を両立する分子として脳由来神経栄養因子(BDNF)に着目し、BDNFを用いた細胞機能制御による歯髄象牙質複合体の再生に基づく新規歯髄覆髄材の開発を目的とした。「BDNFが炎症を制御するとともに、歯髄細胞-マクロファージの細胞連携を制御し修復象牙質形成を促進するか？」という学術的な「問い」を設定し、この課題に取り組む。本年度は、BDNFのマクロファージにおける炎症制御能を検討するために、ヒト単球系細胞株 (THP-1)をphorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)刺激によってマクロファージ様細胞に分化させた細胞を用いて実験を行った。刺激因子としてペプチドグリカン(PGN)やリポ多糖(LPS)を作用させ炎症性サイトカイン発現を誘導し、BDNF(50 ng/ml)を同時に作用することで、炎症性サイトカイン発現が抑制されるか検討した。リアルタイムPCRを用いた遺伝子発現解析で、PGNやLPSによって誘導されたTNF-αやIL-1βの遺伝子発現をBDNFは抑制する傾向が見られた。またBDNF単独作用では炎症性サイトカインの発現上昇は認められなかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2021-2022年度に計画しているビーグル犬歯髄炎モデルを用いたBDNFの抗炎症作用と修復象牙質形成能の検討に関しても、モデル作製を開始しており、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

マクロファージが歯髄細胞の象牙芽細胞分化に及ぼす影響とBDNFの関与を調べるために、BDNFおよびLPS処置を行ったマクロファージ様細胞の培養上清を、ヒト歯髄細胞 (Lonzaから購入) に作用し、RNA sequencingを実施することで各群の特徴的な遺伝子を決定していく予定である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染拡大のため、大学の実験機器使用の制限が生じ、試薬の注文を延期したため次年度使用額が生じた。2021年度に持ち越した助成金は、2020年度に予定していた蛋白質発現解析に使用する。