Analysis of mitochondria dynamics in periodontal ligament

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18532
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Nakamura Tomomi 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (00807589)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / マイトファジー / 歯根膜細胞 / 歯周病 / 老化

Outline of Final Research Achievements

Senescent human periodontal ligament cells (HPDLs) showed an increase of damaged mitochondria and a decrease of mitophagy. Furthermore, PARK2 gene expression, which is associated with damaged mitochondrial labeling, was decreased in senescent HPDLs, and mitophagy was partially activated by introducing PARK2 gene into senescent HPDLs. miRNAs involved in　senescence and oxidative stress response, such as miR-137 and miR-181a, were highly expressed in senescent HPDLs, and introduction of these mimics into normal HPDLs caused ROS accumulation, while introduction of inhibitors into senescent HPDLs decreased ROS.

Free Research Field

歯周病学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯周病は慢性炎症性疾患であり、そのリスク因子の一つに酸化ストレスが考えられている。高齢患者の歯周組織においては、口腔内細菌やメカニカルストレスなどの環境ストレスに対する適応能力が減少する一方で、酸化ストレスの増大が報告されている。本研究成果により、環境ストレスが増大した老化ヒト歯根膜細胞においては、損傷ミトコンドリアの標識システムとオートファジーによるクリアランスの異常が、損傷ミトコンドリアの蓄積の要因の一つであることが示唆された。これらの結果は、ミトコンドリアの機能維持とROS制御に基づく、新規の歯周病予防・治療法開発のための分子基盤の構築につながるものである。