Cftrをターゲットとした口腔乾燥症の新規薬物療法の開発

• Project/Area Number: 19K24077
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0907:Oral science and related fields
• Research Institution: Kyushu Dental College
• Principal Investigator: 宗政 翔 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (40852489)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 口腔乾燥症 / 糖尿病 / Cftr / 唾液腺 / 膵臓

Outline of Research at the Start

糖尿病患者では、しばしば口腔乾燥症が合併し、歯周病の増悪、義歯の装着困難などが歯科補綴治療に際し問題となる。そのため、口腔乾燥症の病態解明および治療法の確立が急がれている。本研究では、導管細胞での水分泌への影響を解明するため、全身の導管細胞に多く発現しているcystic fibrosis transmembrane conductance regulator (Cftr) に着目し、Cftr遺伝子の変異が糖尿病発症および外分泌機能におよぼす影響を多角的に評価する。さらに、Cftr増強薬が外分泌機能の回復・増強に有効か評価することで、Cftr増強薬が口腔乾燥症の新規治療薬となりうるか検討する。

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病患者では、しばしば口腔乾燥症が合併し、唾液分泌量の低下による歯周病の増悪、義歯の装着困難などが歯科補綴治療に際し問題となる。そのため、口腔乾燥症の病態解明および治療法の確立が急がれている。申請者は、糖尿病モデルマウスの唾液分泌量が有意に減少しており、その一因が腺房細胞内Ca2+上昇の抑制であることを見出したが、導管細胞での水分泌への影響は明らかになっていない。
近年、全身の導管細胞に多く発現しているcystic fibrosis transmembrane conductance regulator (Cftr) 遺伝子の変異によって起こるCF患者で糖尿病が多く認められたことで、糖尿病とCftr遺伝子の関係性が発見されたが、口腔乾燥症との関連については十分な検討が加えられていないのが現状である。
Cftr遺伝子の変異による影響は全身単位であるが、世界的に見ても複数の外分泌腺における機能評価をした報告はこれまでにない。本研究では、Cftr遺伝子変異による影響を唾液腺だけでなく膵臓でも検討することで、口腔乾燥症発症メカニズムを多角的に解析することを目的としている。さらに、Cftr増強薬が外分泌機能の回復・増強に有効か評価することで、Cftr増強薬が口腔乾燥症の新規治療薬となりうるか検討する。
今年度は、siRNAを介したCftrノックダウンラットモデルの作成プロトコールの確立を目指し、研究を推進している。今後、Cftrノックダウンラットモデルの確立後、ex vivo灌流実験および各種組織の分散細胞を用いたCa2+イメージングを行う予定としている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Cftrは生体にとって極めて重要なタンパク質であるため、ノックアウトマウスは短命であり繁殖および飼育が困難であることが明らかになってきている。そのため、より平易にCftrの機能解析を行うため、siRNAによるCftrノックダウンラットモデルの使用を検討しており、その作成プロトコール構築に着手している。

Strategy for Future Research Activity

siRNAを介したノックダウンラットモデルの作成プロトコールの確立させ、ex vivo灌流実験および各種組織の分散細胞を用いたCa2+イメージングを行う予定としている。
ノックダウンラットモデルの作成には、HVJ Envelopeを応用したSiRNAのラット顎下腺導管逆行性導入を採用する予定である。この方法の唾液腺への応用はすでに複数の報告があり(Yang YD et al., Nature. 2008;455(7217):1210-5, Ishibashi K et al., J Dent Res. 2006;85(12):1101-5.)、 任意のタンパクに対する発現抑制効果が確認されている。またHVJ Envelopeは病原性を持たないことから通常我々が使用しているレベル2の実験室で実験を開始できるという利点もある(Kaneda Y et al., Mol Ther. 2002;6(2):219-26.)。