Physiological and pathophysiological roles of ferritin for cellular senescence in periodontal tissue

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18534
• 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: Ikegami Kuniko 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (80779116)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 歯周病 / 細胞老化 / 歯根膜細胞 / Ferritin / 鉄

Outline of Final Research Achievements

Aging is considered one of the most important risk factors in the progression of periodontal disease. Generally, "cellular senescence" is involved in the progression of age-related diseases, and an increase in the number of senescent cells is observed in periodontal tissue with aging. We found increased expression of ferritin, a protein that reduces toxic divalent iron to harmless trivalent iron, in senescent cells of periodontal tissues. Iron in the body is important for homeostasis, such as energy production, but excess iron is known to overproduce reactive oxygen species (ROS) and cause tissue damage. In this study, we investigated the physiological role of ferritin-iron metabolism in periodontal tissues and revealed its influence on the pathophysiology of periodontal disease in the elderly ones.

Free Research Field

保存治療系歯学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯根膜は、歯周組織の修復・再生にとり重要な組織である。老化ヒト歯根膜細胞ではFerritinの発現異常により、細胞内の貯蔵鉄の恒常性維持が破綻することで活性酸素（ROS）が増加している可能性が示唆された。また、老化ヒト歯根膜細胞ではミトコンドリアにおけるクリステの形態異常を認めた。鉄の一部はミトコンドリア内膜に局在することから、マイトファジーに異常をきたした老化細胞内では異常ミトコンドリアが蓄積し、過剰なROSを産生している可能性が示唆された。Ferritin異常を原因とする歯根膜細胞の酸化ストレスは、高齢者の歯周病の有用な治療標的となる可能性が示唆された。