| 研究課題/領域番号 |
21K19593
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分57:口腔科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
今里 聡 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (80243244)
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| 研究分担者 |
北川 晴朗 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (50736246)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 歯学 / 歯科材料学 / バイオフィルム / 細胞外DNA / バイオターゲティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、材料学的アプローチに分子生物学のエレメントを加え、バイオフィルム内の細胞外マトリックスに存在する細胞外DNAをターゲットとして、歯科材料へのバイオフィルム制御能の付与を試みる。すなわち、細胞外DNAを分解する酵素を薬剤徐放用キャリアであるポリマー粒子に担持させ、DNA分解酵素の徐放によるバイオフィルム抑制能を検討する。さらに、DNA分解酵素担持粒子を添加した歯科材料上でのバイオフィルム抑制効果を評価することで、細胞外マトリックスの制御により抗バイオフィルム効果を発現できる「バイオターゲティング歯科材料」の開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
令和４年度は、令和３年度までに得られた成果に基づいて、まず、0.8、8、または40μMの濃度のDNase溶液にポリマー粒子を浸漬後、凍結乾燥処理を施し、DNase担持ポリマー粒子を得た。得られた各DNase担持ポリマー粒子を、緩衝液に1、3、7、14、および28日間浸漬し、粒子からのDNase溶出性を評価した。その結果、0.8、8μMの濃度のDNase溶液を使用して担持させた場合、粒子からのDNaseの溶出が3および7日間しか持続しなかったのに対して、40μMの濃度のDNase溶液を使用した場合では、DNaseの溶出が28日間持続することを確認した。
つづいて、40μMのDNase溶液に浸漬することで作製したDNase担持ポリマー粒子を、細菌培養用培地に28日間浸漬した。得られた溶出液にStreptococcus mutansを播種し、ポリメチルメタクリレート（PMMA）の硬化レジンを菌液に浸漬した。48時間培養後にPMMAレジン上に形成されたバイオフィルム内の細菌数およびタンパク、糖の定量を、それぞれコロニーカウント法、BCA比色法、およびフェノール硫酸法により定量したところ、DNase溶出液存在下で培養を行うと細菌数、タンパク、および糖が有意に減少することが分かった。さらに、培養後のバイオフィルムにLIVE/DEAD染色を施して共焦点レーザー顕微鏡（CLSM）観察を行い、画像解析によりバイオフィルムの厚みや生菌率を計測したところ、DNase溶出液存在下で培養を行うことでバイオフィルムの厚みは減少したものの、生菌率はDNase溶出液存在下および非存在下の間で有意差が認められなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和４年度の研究実施計画に則り、DNase担持ポリマー粒子からのDNase溶出性およびバイオフィルム抑制効果を検討したところ、前述のように、粒子からの持続的なDNaseの溶出によりS. mutansバイオフィルムを抑制できることが明らかとなり、当初想定していた通りの結果が得られた。
以上のことから本研究の進捗は、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和４年度に得られた結果に基づいて、DNase担持ポリマー粒子から溶出するDNaseのDNA分解作用を検討する。
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