| Project/Area Number |
23K24528
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| Project/Area Number (Other) |
22H03270 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
前田 英史 九州大学, 歯学研究院, 教授 (10284514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友清 淳 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20507777)
長谷川 大学 九州大学, 大学病院, 講師 (20757992)
糸山 知宏 九州大学, 歯学研究院, 助教 (50884433)
小幡 純子 九州大学, 歯学研究院, 助教 (70759448)
杉井 英樹 九州大学, 歯学研究院, 助教 (80802280)
濱野 さゆり 九州大学, 歯学研究院, 助教 (40757978)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 歯髄細胞 / 老化 / ヒト歯髄細胞 / 象牙質/歯髄複合体 / 加齢変化 / スーパーオキサイドディスミューターゼ２ / SOD2 |
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| Outline of Research at the Start |
高齢者で増加している歯の破折の原因として、象牙質/歯髄複合体の加齢変化が考えられるが、これまで象牙質/歯髄複合体の加齢の機序について研究した報告はほとんどない。最近、申請者らは、活性酸素分解酵素の1つで、ミトコンドリアに局在するSuperoxide dismutase 2 (SOD2)がヒト歯髄細胞の老化に関わっていることを明らかにした。以前の研究で、ヒト高齢者の象牙芽細胞には古いミトコンドリアが貯留することが報告されている。そこで、本研究では、ミトコンドリアの代謝異常とSOD2の機能低下による酸化ストレスを標的として、象牙質/歯髄複合体の加齢変化の機序について解析することを目的とした。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの歯の歯髄腔は、加齢に伴い象牙質の厚みが増して歯髄腔が狭小化する。これを老化モデルマウスであるSAMP6を用いて解析した結果、コントロールのSAMR1マウスと比較して、10週齢で既に優位に歯髄腔が狭小化することが明らかになった。一方、ミトコンドリアには、活性酸素の分解酵素であるSuperoxide Dismutase 2 (SOD2)が局在するが、この発現を、siRNAによって抑制したヒト歯髄細胞では、活性酸素が上昇し、さらに、老化マーカーであるp16, p21, p53ならびにSA-betaGalの発現が亢進したことから、SOD2の発現抑制が歯髄細胞の老化を誘導することが示唆された。このSOD2を抑制した歯髄細胞を象牙芽細胞誘導培地での培養した結果、象牙芽細胞マーカーのDSPP, Nestin, Osteocalcinの発現ならびに石灰化が亢進した。しかしながら、この培養系にp53阻害剤を投与することで、象牙芽細胞マーカーならびに石灰化が抑制されたことから、SOD2の下流にp53があり、老化および象牙芽細胞様分化を制御することが示唆された。この結果は、2024年第45回日本歯内療法学会学術大会で発表し、優れた発表に贈られるWTワカイ賞を受賞した。
また、抗がん剤で、細胞老化を促進することが報告されているエトポシドをヒト歯髄細胞用いた結果、上記の老化マーカーの発現が亢進し、老化が促進したことが明らかになった。この老化誘導した歯髄細胞は象牙芽細胞誘導培地で培養することで、象牙芽細胞マーカーならびに石灰化が亢進することが明らかになった。
以上より、老化した歯髄細胞は、象牙芽細胞様分化が亢進し、これに酸化ストレスが関与する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高齢者の抜歯例が非常に少ないため、老化したヒトの試料の獲得が難しいことが理由としてあげられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
老化歯髄細胞におけるSOD2、mTORC1およびp53の解析
老化モデルマウスのSAMP6ならびにコントロールマウスのSAMR1の歯髄および象牙芽細胞の異なる部位におけるSOD2、mTORC1の構成タンパクであるRaptorの発現、ならびにmTORC1によって誘導されるp53の発現を比較解析する。次にこの下流に位置すると考えられるSOD2さらにp53の発現と象牙芽細胞分化について解析する。またH2O2による歯髄細胞の老化促進の可能性をたんさくするため、酸化ストレスによる老化促進について、H2O2刺激下で老化マーカーの発現と象牙芽細胞分化について解析する。
老化によるミトコンドリアの活性解析
p53を抑制した歯髄細胞を用いて、SOD2活性の確認のため、スーパーオキシドの発現およびH2O2の発現について、それぞれ、MitoSOX Red Mitochondrial Superoxide IndicatorおよびDetectX Hydrogen Peroxide Detection Kitを用いて明らかにする。加えて、酸化ストレスの解消をみるために、SOD2の下流で、H2O2の分解に働くカタラーゼの活性についてもCatalase Colorimetric Activity Kitを用いて解析する。さらに、p53の下流のシグナル因子の検出する。これまでの結果より、p53が老化シグナルの一端を担っていると考えられためその下流の因子を明らかにし、「老化関連シグナル」について明らかにする。
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