2021 Fiscal Year Research-status Report
The possible role of insulin resistance in vascular endothelial cells on exacerbation of periodontitis
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20K18513
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
新城 尊徳 九州大学, 歯学研究院, 助教 (20711394)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖尿病関連歯周炎 / 糖尿病 / インスリン作用 / インスリン抵抗性 / 肥満 / 糖尿病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス血管内皮細胞株TKD2を用いて、インスリン作用によるE.coli LPSおよびTNFαによる白血球接着因子(CAMs)発現への影響を検討した。これまで、①インスリン前処理によってE.coli LPS/TNFα刺激によるVCAM1発現が有意に抑制されること、②この制御はPI3K-Akt経路を介すること、③高血糖処理によるインスリン抵抗性の誘発条件下では、このインスリンによる抑制効果は減弱することが分かった。また、④同細胞におけるE.coliLPSやTNFαによるVCAM1発現には、NF-κB活性化が重要であることも確認できた。
続いて、VCAM1発現変動がTKD2と白血球の接着にどの程度影響をもたらすかを検討した。⑤インスリン前処理条件下では、炎症刺激処理をしたTKD2と白血球細胞株との細胞間接着は有意に抑制されることを見出した。さらに、⑥Akt下流経路の探索を行ったところ、FoxO1経路がインスリン作用によるVCAM1発現抑制に重要な経路であることが分かった。
また、血管内皮細胞特異的インスリン受容体欠損マウス(VEIRKO)とその同腹仔野生型(WT)マウスを用いて、実験的歯周炎による歯槽骨吸収への影響を比較検討した。⑦VEIRKOマウスでは、WTマウスに比べて歯肉中のインスリン受容体発現が約40~50%減少しており、インスリン刺激時のPI3K-Akt経路の活性化がVEIRKOマウスではWTに比べて有意に抑制されることを見出した。⑧実験的歯周炎を惹起すると、VEIRKOマウスでの結紮後14日目の歯槽骨吸収は、WTマウスのそれよりも有意に骨吸収量が増大していた。
これらの結果より、血管内皮細胞におけるインスリン抵抗性は、糖尿病関連歯周炎における病態増悪に対して、VCAM1発現の制御を破綻させ、歯周炎増悪に寄与することが示唆された。
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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
コロナの世界的流行によって、共同研究先からのVEIRKOマウスの凍結胚の提供が半年程度遅れたが、その後の精力的な検討によっておおむね予定通りの実験の実施まで追いついている。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vitroでは、FoxO1に着目し、インスリン作用に対するドミナントネガティブな同分子の変異型をTKD2に強制発現させ、インスリン作用によるVCAM１発現抑制効果がキャンセルされるかを検討する。また、VCAM1発現に重要な転写因子とFoxO1の結合について、ChIP法で検討を行う予定である。
In vivoでは、歯周炎状態の組織切片を早期に作成し、炎症性細胞数、破骨細胞形成などをVEIRKOとWT間で比較をする。あわせて、高脂肪食負荷した野生型マウスについても同様の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
旅費として予定していた費用について、ウェブ開催であったため交通費の支払いの必要が無かったことが主な理由として挙げられる。
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[Presentation] Pyruvate Kinase M2 (PKM2) Enzymatic Activity Is Necessary to Improve Podocyte Mitochondrial Function and Glomerular Fuel Metabolism and Diabetic Nephropathy.2021
Author(s)
Fu J, Shinjo T, St-Louis R, Li Q, Park K, Yokomizo H, Yu MG, Shah H, Wu IH, King GL.
Organizer
81th American Diabetes Association Scientific Sessions,
Int'l Joint Research
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