2011 Fiscal Year Research-status Report
低分子化合物を用いた新規歯周病治療薬スクリーニングシステムの開発
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23659980
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
齋藤 正寛 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (40215562)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 聡 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (40359849)
辻 孝 東京理科大学, 付置研究所, 教授 (50339131)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 再生 / 歯根膜 / マイクロフィブリル / 創薬開発 / 低分子化合物 / 弾性繊維 / 結合組織 / マルファン病 |
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| Research Abstract |
マイクロフィブリルとは結合組織の弾性を制御する細胞外マトリックス成分である。これまで申請者は、マイクロフィブリルの主成分であるfibrillin-1に遺伝子変異が生じると、歯根膜形成不全が引き起こされることから、同分子が歯根膜形成に必須である事を見出してきた。fibrillin-1の重合はADAMTSL6βが誘導することが報告されており、また同分子の局所投与により歯根膜の創傷治癒を促進することも明らかされてきた。これらの研究成果より、ADAMTSL6βによるマイクロフィブリルの強化が新規歯周病治療の創薬ターゲットになる可能性が示された。そのためADAMTSL6βの発現を誘導する補填剤を開発するため、歯周組織再生誘導能を有する低分子化合物のスクリーニングシステムの構築する評価システムの構築を試みた。そのためADAMTSL6β遺伝子発現誘導をモニターするレポーターシステムの開発、２）ADAMTSL6βレポーターを活性化する低分子化合物の探索、３）歯根膜損傷動物モデルを用いた新規歯周病治療薬の開発を推進した。本年度はヒトADAMTSL6βexon1の開始コドンの直下にEGFPあるいはルシフェラーゼを組み込んだtargeting constructを作製し、組み換え酵素を用い15番染色体でADAMTSL6βexon1の領域と置き換えた。次年度はADAMTSL6β発現細胞の探索と、人工染色体ベクターへの組み換え、および同細胞への遺伝子導入を予定している。また歯周病モデルの確立に関しては、マルファン病モデルマウスの歯根膜に損傷を加えることで、歯周組織の治癒不全を誘導出来ることが判明した。同モデルを用いれば、歯周病に対する影響も解析出来る可能性が示された。
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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
当該年度は、研究計画に記載された研究計画の中で、15番染色体のADAMTSL6βのExon1領域を用いたレポーターシステムの構築まで進んでいる。次年度はこのベクターを用いて人工染色体を作製し、ADAMTSL6β発現細胞に導入することで、当該研究の主たる目的である、低分子化合物のスクリーニングを行うことが出来る。以上の理由により、当該研究は順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は歯根膜発生過程を制御するADAMTSL6βに着目し、歯根膜創傷治癒過程で同分子を高発現させることで、歯根膜発生過程を再現し、創傷治癒効果を促進させることを目標としている。この目標を達成するため、ADAMTSL6βの遺伝子発現領域を活性化する低分子化応物をスクリーニングし、歯根膜再生能力を検証する。すなわち、低分子化合物で歯根膜創傷治癒を促進させるという、歯周病治療における新しい原理を発展させる。従って当該研究では、これまで治療薬のなかった歯周病において、前述の低分子化合物を持ちいて創傷治癒を促進する薬剤を開発研究を推進する。本研究ではADAMTSL6βを中心に薬剤開発を進めているが、今後は他の候補分子についても本計画で用いているレポーターシステムを用いて発現誘導する低分子化合物の探索が必要になる。現行の歯周病治療で期待されているのは、崩壊された歯根膜を積極的に治癒へと導く創薬になる。本研究では歯根膜の強度を担う主要な構成成分であるマイクロフィブリルの再構築させることで、創傷治癒を促進させる低分子化合物を開発することを目指している。マイクロフィブリル形成不全では、大動脈瘤、肺気胸、水晶体脱臼等の結合組織形成不全が引き起こされる。従って本研究成果は、歯周病のみならず結合組織疾患に対する治療薬として発展する可能性が考えられる。従って、本研究課題での成果は、マイクロフィブリルの強化による結合組織疾患の症状改善の概念を提唱すると共に、歯周病および結合組織疾患の新規治療薬として発展する事が期待される。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度は研究費の使用計画に関して、以下の目的に使用する。１.ADAMTSL6βレポーターを活性化する低分子化合物の探索 連携研究者である岡崎らが開発したヒト人工染色体システム（HAC）に、本年度作製したで作製したADAMTSL6βレポーターを挿入して、培養細胞への導入を試みる。そこで、本研究課題では期間内に、ADAMTSL6βレポーターを組み換えたHAC（ADAMTSL6β－HAC）を、申請者の作製した不死化ヒト歯根膜細胞（HPDL）へ遺伝子導入し、HPDL- ADAMTSL6β－HACを作製する。次に東京大学生物機能制御化合物ライブラリー機構で構築された低分子化合物ライブラリーを用いて、HPDL- ADAMTSL6β－HACを活性化する化合物をスクリーニングする。２.歯根膜損傷動物モデルを用いた、新規歯周病治療薬の開発歯周組織再生能力を有する化合物を選別するためには、創傷治癒モデルを用いた評価システムの構築が必要になる。これまで、研究申請者は歯根膜損傷モデルを確立しており、同モデルを用いてADAMTSL6βが歯根膜創傷治癒能力を有していることを示している。そこで1.で選択された化合物の中より、本システムを用いて、歯根膜創傷治癒能を有する低分子化合物をスクリーニングする。
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[Journal Article] Functional tooth regeneration using a bioengineered tooth unit as a mature organ replacement regenerative therapy2011
Author(s)
Oshima, M., Mizuno, M., Imamura, A., Ogawa, M., Yasukawa, M., Yamazaki, H., Morita, R., Ikeda, E., Nakao, K., Takano-Yamamoto, T., Kasugai, S., Saito, M. and Tsuji. T.*
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 6(7)
Pages: e21531.
DOI
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[Journal Article] ADAMTSL6&β rescues fibrillin-1 microfibril disorder in Marfan syndrome mouse model through the promotion of fibrillin-1 assembly.2011
Author(s)
M.Saito, M. Kurokawa, M. Oda, M. Oshima, K. Tsutsui, K. Kosaka, K. Nakao, M. Ogawa, R. Manabe, N. Suda, G. Ganjargal, Y. Hada, T. Noguchi, T. Teranaka, K. Sekiguchi, T. Yoneda and T. Tsuji.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 286(44)
Pages: 38602-38613
DOI
Peer Reviewed
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