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高分解能質量分析による生体内異所性石灰化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K09873
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57030:保存治療系歯学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

清水 真人  大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (70380277)

研究分担者 上垣 浩一  近畿大学, 農学部, 教授 (00356544)
野崎 剛徳  大阪大学, 歯学部附属病院, 准教授 (30263304)
三浦 治郎  大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (70437383)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード糖化最終産物(AGEs) / 歯髄内結石 / 架橋型AGEsペントシジン / AGEs阻害薬アラゲブリウム / RAGE阻害薬FPS-ZM1 / 蛍光分析 / 質量顕微鏡 / 免疫染色 / コラーゲンの糖化 / AGEs受容体(RAGE) / 架橋型AGEs / 蛍光検出 / RAGE阻害剤(FPS-ZM1) / AGEs阻害剤(アラゲブリウム) / 糖化最終産物(AGEs) / 架橋型糖化最終産物 / コラーゲン / Western blot / 質量分析 / HPLC分析 / 蛍光分光分析 / AGEs受容体(RAGE) / 糖化最終産物AGEs / 架橋型AGEs / RAGE/AGEsシグナル / 象牙質 / HPLC解析 / 質量イメージング解析 / アラゲブリウム / 異所性石灰化 / 歯髄内石灰化 / 高分解能質量分析 / 質量イメージング
研究開始時の研究の概要

コラーゲンをはじめとした生体内のタンパク質が糖化されることによる脆弱化や異所性石灰化のメカニズムを明らかにする。そのため反応に関わる因子を生成し質量分析や生物学的手法など各手法を組み合わせることで生体内組織内での動態を質量分析、質量イメージングなど物理化学的な手法、免疫組織化学染色など生化学的手法など多面的な解析を行う。解析結果をもとに生体内での石灰化をコントロールする手法の開発を目指す。

研究成果の概要

還元糖のカルボニル基はタンパク質のアミノ基と結合し転位反応、酸化反応といった反応を受ける。一連の反応はメイラード反応と呼ばれ生理学的条件下でも起こる。最終的に不可逆的に糖化最終産物(AGEs)が産生され生体内に蓄積する。アラゲブリウムは架橋型AGEsを切断分解することでアテローム性の高血圧症の改善が起こると報告されている。アラゲブリウムの反応はタンパク質を臭化シアンで限定分解することによって間接的に示されただけだが、本研究でのWester blott やHPLC2、質量分析を用いた分析化学的手法によって直接分解反応を確認でき生体内でのAGEsの挙動解析にアラゲブリムが有効であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内のタンパク質の糖化によって生成した糖化最終産物(AGEs)のうち、特にタンパク質分子間を架橋する架橋型AGEsはタンパク質の代謝を阻害することで蓄積し、動脈硬化や骨粗鬆症など多くの疾病に関わっていると考えられている。歯科においては歯髄内部など異所性の石灰化を引き起こすとこが知られていたが、本研究ではAGEs阻害薬やAGEs受容体(RAGE)阻害薬を用い、解析にあたっては免疫染色やHPLC、質量顕微鏡など解析方法を駆使することで異所性石灰化のカスケードの解析を行い、タンパク質の糖化→架橋型AGEs→石灰化流れを明らかにした。糖化が原因と考えられている他の疾病への応用も可能だと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Glycation promotes pulp calcification in Type 2 diabetes rat model2023

    • 著者名/発表者名
      Takashima Aoi、Miura Jiro、Sugiyama Keita、Shimizu Masato、Okada Misa、Otani Tomohiro、Nagashima Tadashi、Tsuda Tetsuya、Araki Tsutomu
    • 雑誌名

      Oral Diseases

      巻: - 号: 2 ページ: 593-603

    • DOI

      10.1111/odi.14529

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 糖化最終産物(AGEs)修飾されたコラーゲンに対するAGEs阻害薬アラゲブリウムの作用機序の解析2023

    • 著者名/発表者名
      清水 真人、岡田 美佐、杉山 敬多、高島 葵、野﨑 剛徳、三浦 治郎
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] AGEsによる歯髄の器質変化と石灰化現象の解明2023

    • 著者名/発表者名
      杉山 敬多、清水 真人、岡田 美佐、高島 葵、三浦 治郎、野﨑 剛徳
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2型糖尿病モデルラットにおける歯髄内石灰化とAGEs阻害薬の相関について2023

    • 著者名/発表者名
      岡田 美佐、三浦 治郎、清水 真人、杉山 敬多、高島 葵、野崎 剛徳
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 架橋型糖化最終産物(AGEs)とAGEs阻害薬アラゲブリウムの相互作用の解析2022

    • 著者名/発表者名
      清水真人、杉山敬多、高島葵、岡田美佐、三浦治郎
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会(徳島)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖尿病ラットにおける歯髄内血管糖化と阻害法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岡田美佐、清水真人、杉山敬多、高島葵、三浦治郎
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会(徳島)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖化ゼラチンスポンジによるラット臼歯部への直接覆髄法の評価2022

    • 著者名/発表者名
      杉山敬多、清水真人、高島葵、岡田美佐、三浦治郎
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会(徳島)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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