2021 Fiscal Year Research-status Report
β受容体シグナル経路をターゲットとした歯周病菌内毒素誘導性心不全の治療法開発
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20K10304
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| Research Institution | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
大貫 芳樹 鶴見大学, 歯学部, 講師 (50288114)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅木 大輔 鶴見大学, 歯学部, 助教 (10514937) [Withdrawn]
成山 明具美 鶴見大学, 歯学部, 助教 (90440304)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歯周病 / lipopolysaccharide / 心筋 / 線維化 / アポトーシス / 酸化ストレス / Toll like receptor 4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は、12週齢の雄性マウス（C57BL/6）を①コントロール群、②Pg-LPS投与群（腹腔内投与、0.8 mg/kg/day）、③TAK-242（Toll like receptor 4（TLR4）阻害薬）投与群（腹腔内投与、1 mg/kg/day）、④Pg-LPS＋TAK投与群（LPS とTAK の併用投与）の4群に分けて4週間後に心臓を摘出し、Porphyromonas gingivalis（Pg菌、主要な歯周病原性細菌）由来の内毒素（Pg-LPS）およびTLR4活性化が心臓に及ぼす影響を組織化学的ならびに分子生物学的手法を用いて詳細に解析した。
心摘出前に心エコーによる心機能測定を行った結果、Pg-LPS投与群ではEF（駆出率）とFS（内径短縮率）の有意な低下が観察されたが、この心機能低下はTAK-242投与により抑制された。
心室の凍結切片を作製しMasson-trichrome染色およびTUNEL染色を行った結果、Pg-LPS投与群では心室の線維化とアポトーシス陽性細胞の有意な増加が認められたが、それらの増加はTAK-242投与により抑制された。また、酸化ストレスの指標となる8-OHdGの免疫染色を行った結果、8-OHdG陽性細胞はPg-LPS投与群で有意に増加したが、この増加はTAK-242投与により抑制された。
ウエスタンブロッティングの結果、Pg-LPS投与群ではRIP3とCaMKIIのリン酸化レベルおよびNOX4発現レベルの有意な増加が認められたが、それらの増加はTAK-242投与により抑制された。
以上の結果は、Pg-LPS投与による慢性的なTLR4の活性化が、RIP3/CaMKIIシグナル経路およびNOX4による酸化ストレスの上昇を介して心筋リモデリング（線維化およびアポトーシス）を伴う心機能障害を誘導することを示唆する。
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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
計画通り作製したモデルマウスを用いて、Porphyromonas gingivalis（Pg菌、主要な歯周病原性細菌）由来の内毒素（Pg-LPS）およびTLR4シグナル経路が心臓に及ぼす影響を形態と機能の両面から詳細に解析し、その研究成果を学術論文（J Oral Biosci. 2021）および関連学会（第63回歯科基礎医学会学術大会）にて発表しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後（令和４年度以降）は、令和３年度と同様にPg-LPS投与による歯周病モデルマウスを用い、Pg-LPSの慢性投与が心筋の線維化およびアポトーシスを誘導する分子機序について解析を進める。特に、Pg-LPS依存性の酸化ストレス上昇がTLR4/NOX4を介して誘導されたことから、β受容体シグナルと合わせてこれらに関連する因子の機能についても詳細に解析する予定である。また、心筋リモデリング（線維化およびアポトーシス）に伴う心機能および心臓自律神経機能への影響もテレメトリーシステムを用いた心電図記録や心エコーを用いて解析を進める。得られた研究成果は、関連学会における発表と学術雑誌への論文投稿を通して発信する予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度に使用額が生じた理由は、当初購入予定であった吸光度プレートリーダーを本研究課題申請後、一昨年度に別の予算区分で購入したためである。また、当初の通常に開催予定であった第63回歯科基礎医学会学術大会、第99回日本生理学会大会が新型コロナウィルス感染症の拡大状況によりWeb開催となったことである。加えて、研究の進捗状況からテレメトリーシステムの送信機再生委託をする必要がなくなったことである。次年度は上記のテレメトリーシステムを用いた実験に加えて、心筋におけるに酸化ストレスに関連する因子について詳細に解析する実験を計画しているため、次年度使用額は、主に抗体等のウエスタンブロッティングの試薬の購入費として使用する予定である。
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[Journal Article] Effects of chronic Porphylomonas gingivalis lipopolysaccharide infusion on cardiac dysfunction in mice.2021
Author(s)
Matsuo I, Ohnuki Y, Suita K, Ishikawa M, Mototani Y, Ito A, Hayakawa Y, Nariyama M, Morii A, Kiyomoto K, Tsunoda M, Gomi K, Okumura S.
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Journal Title
Journal of Oral Biosciences
Volume: 63
Pages: 394-400
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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