Development of a 3D gingival tissue model infected with periodontal pathogens and dynamic analysis of host invasion

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K12646
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sasaki Naoko 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任研究員(常勤) (10388762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松崎 典弥 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00419467)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 三次元歯肉モデル組織 / Porphyromonas gingivalis / 血管網構造 / コラーゲンマイクロファイバー (CMF)

Outline of Final Research Achievements

Porphyromonas gingivalis is one of the most virulent periodontal disease-causing bacteria, and also involved in various systemic disease such as atherosclerosis and Alzheimer's disease. However, the infection mechanism of periodontal bacteria that leads to disease prevention and treatment has not yet been elucidated. In this study, we prepared a three-dimensional (3D) gingival tissue model infected with periodontal pathogens, and clarified the mechanism by which periodontal pathogens penetrate the barrier of gingival epithelial cell layer. Furthermore, this infection model enabled us to analyze the dynamics of periodontal pathogens within the gingival tissue model and to visualize their invasion into blood capillaries.

Free Research Field

生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯周病菌の増殖や感染メカニズムの研究は、歯肉組織を構成する細胞を二次元培養した状態で行われてきた。しかし、硬い平面のディッシュ上で培養された細胞は、実際の生体の状態を反映しておらず、歯周病菌が歯肉組織の深部まで侵入するメカニズムを理解し、対処方法を導き出すことはできない。より生体に近い組成や硬さを有する 3D 歯肉モデルを構築し、歯周病菌を感染させ、そのメカニズム及び深部での動態が解明できれば、歯周病治療に新たな治療標的を提供するだけでなく、歯周病菌が関与する種々の疾患に対する医療へつながる知見が得られると考えた。