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歯周病菌の歯周組織侵入に関わる分子基盤解析により果たす歯周病病因論の深化

研究課題

研究課題/領域番号 22H00487
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

天野 敦雄  大阪大学, 大学院歯学研究科, 特任教授 (50193024)

研究分担者 久保庭 雅恵  大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (00303983)
中村 恵理子  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (00755069)
竹内 洋輝  大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (40572186)
坂中 哲人  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (90815557)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2024年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2023年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2022年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
キーワードP. gingivalis / 生理活性メタボライト / メタボローム解析 / バイオフィルム / エピジェネティクス解析 / 細胞内定着 / 細胞内輸送 / 上皮バリア / ポリアミン / 歯周病
研究開始時の研究の概要

本研究では、3次元歯周組織モデル、先天性疾患責任遺伝子をノックアウト・ヒト歯肉上皮細胞株、エピジェネティクス解析を用いて、①上皮バリアを突破したP. gingivalisの歯周組織内での生存の成否を制御する分子基盤の同定、②細胞内のP. gingivalis が細胞を傷害する機序の解明、および③先天性疾患における上皮バリアの破綻機序の解析、を実施する。

研究実績の概要

1. 歯肉上皮細胞層の上皮バリア機能
歯肉上皮細胞層は上皮バリアとして歯周組織を守っている。これまでに歯周病菌Porphyromonas gingivalis が歯肉上皮細胞のタイト・ジャンクション(TJ)関連タンパク質を選択的に分解し、歯周組織内への異物透過性を亢進させることを報告した。令和4年度は、歯周病を随伴する症候群の内、Cohen syndrome の責任遺伝子VPS13B をノックダウンまたはノックアウトした歯肉上皮細胞を作成し、TJ関連タンパク質の局在および遺伝子発現を共焦点顕微鏡およびリアルタイムPCR法で観察した。その結果、VPS13B 遺伝子を減少または欠失させた細胞では、特定のTJ関連タンパク質の細胞膜での局在が減少する一方、同タンパク質の遺伝子発現には変化がないことが示された。この結果は、Cohen syndromeの責任遺伝子がTJ関連タンパク質の細胞内輸送に影響を与え、歯周バリアの抵抗力を低下させる可能性を示している。
2.歯肉上皮細胞層の遺伝子発現と翻訳後修飾
これまでに、ヒト歯肉上皮細胞の解糖系の酵素の遺伝子発現がP. gingivalis感染の影響を受けること、ピルビン酸の下流の代謝産物であるアセチルCoAや乳酸が関与する翻訳後修飾にP. gingivalis感染を及ぼす可能性を示した。令和4年度は、解糖系近傍の酵素群の発現状態とリン酸化状態を、抗体アレイによって得られたデータを用いて検討した。その結果、アセチルCoAカルボキシラーゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ、ピルビン酸キナーゼの発現量やリン酸化修飾に変動が生じ、その活性が調節されている一方、ピルビン酸デヒドロゲナーゼの発現状態には変化がないことを確認した。

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

1. 歯肉上皮細胞層の上皮バリア機能
短期目標は、歯周病を随伴する症候群の責任遺伝子をノックダウンまたはノックアウトさせた歯肉上皮細胞を作成し、上皮バリア機能への影響を担うTJ関連タンパク質への影響を形態学的に観察することであった。本研究計画の1年目に、Cohen syndromeの責任遺伝子をノックアウトまたはノックアウトさせた歯肉上皮細胞モデルを作成し、TJ関連タンパク質の局在を、免疫組織蛍光染色を用い観察する方法を確立することができた。令和4年度の目標は疾患モデル細胞の機能異常の解析のために必要であり、順調な進捗を得た。
2.歯肉上皮細胞層の遺伝子発現と翻訳後修飾
P. gingivalis感染によって生じるヒト歯肉上皮細胞の解糖系の代謝変動について、そのメカニズムを詳細に検討し、新たな知見を得た。これは、翻訳後修飾のうち、アセチル化の官能基を提供する化合物であるアセチルCoA、およびラクチル化の官能基を提供する化合物であるラクチルCoAの産生経路へのP. gingivalis感染の影響を理解する上で重要な知見である。

今後の研究の推進方策

1. 歯肉上皮細胞層の上皮バリア機能
これまでの研究により、歯周病の宿主要因の新たな解析対象のひとつが歯肉バリア機能である可能性が示された。また、歯周病を随伴する症候群の責任遺伝子が歯肉上皮細胞のメンブレントラフィックに関与する可能性も明らかになった。今後は、上記症候群の疾患モデル細胞の機能異常を、細胞内の小胞輸送の観点から形態学的に解析する。
2.歯肉上皮細胞層の遺伝子発現と翻訳後修飾
今年度は、精製ヒストンタンパク質を試料とし、P. gingivalis感染によって変動が生じる可能性が高いラクチル化、アセチル化、シトルリン化を特異的に検出する抗体を用いてウエスタンブロッティングを行い、顕著な変化のあった翻訳後修飾を検出する。次に、P. gingivalis感染により変化があった翻訳後修飾について、ターゲット修飾抗体を用いた免疫沈降法を実施する。免疫沈降法によって得られたタンパク質画分をSDS-PAGEにて展開し、コントロールとの比較により、ターゲット修飾を受けているヒストンタンパク質を同定する。ターゲット修飾を受けているヒストンタンパク質の中で、非感染細胞に比して感染細胞で検出量が顕著に変動しているバンドを分析対象バンドとしてゲルから切り出し、MS/MSイオンサーチにより翻訳後修飾部位同定と修飾ペプチドの定量を実施する。

報告書

(2件)
  • 2022 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 5件、 招待講演 13件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Association of Adiposity with Periodontitis and Metabolic Syndrome: From the Third National Health and Nutrition Examination Survey of United States2023

    • 著者名/発表者名
      Jung YunSook、Kim Ji-Hye、Shin Ah-Ra、Song Keun-Bae、Amano Atsuo、Choi Youn-Hee
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 20 号: 3 ページ: 2533-2533

    • DOI

      10.3390/ijerph20032533

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] もうなくさないために、患者も主治医2023

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 雑誌名

      日本臨床歯周病学会会誌

      巻: 40 ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 令和の最新病因論:なぜう蝕と歯周病は起こるのか up-date2023

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 雑誌名

      日本臨床矯正歯科医会雑誌

      巻: 34 ページ: 2-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Profiling volatile compounds from culture supernatants of periodontal bacteria using gas chromatography/mass spectrometry/olfactometry analysis with a monolithic silica gel adsorption device2022

    • 著者名/発表者名
      Mori Asuka、Taniguchi Moyu、Kuboniwa Masae、Amano Atsuo、Fukusaki Eiichiro
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 134 号: 1 ページ: 77-83

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.04.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface pre-reacted glass-ionomer eluate protects gingival epithelium from penetration by lipopolysaccharides and peptidoglycans via transcription factor EB pathway2022

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Hiroki、Kato Yuta、Sasaki Naoko、Tanigaki Keita、Yamaga Shunsuke、Mita Ena、Kuboniwa Masae、Matsusaki Michiya、Amano Atsuo
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 7 ページ: e0271192-e0271192

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0271192

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fusobacterium nucleatum metabolically integrates commensals and pathogens in oral biofilms2022

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Shimma S, Alghamdi SA, Mayumi S, Lamont RJ, Fukusaki E, Amano A
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 7 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1128/msystems.00170-22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Validity of a combination of periodontal pathogens and salivary biomarkers as predictors of periodontitis2022

    • 著者名/発表者名
      Go Hyeonjeong、Park Taejun、Shin Ah‐Ra、Jung Yun‐Sook、Amano Atsuo、Song Keun‐Bae、Choi Youn‐Hee
    • 雑誌名

      Journal of Periodontal Research

      巻: 57 号: 5 ページ: 1083-1092

    • DOI

      10.1111/jre.13048

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Salivary metabolic signatures of carotid atherosclerosis in patients with type 2 diabetes hospitalized for treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Katakami N, Furuno M, Nishizawa H, Omori K, Taya N, Ishikawa A, Mayumi S, Inoue M, Isomura ET, Amano A, Shimomura I, Fukusaki E, Kuboniwa M
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Biosciences

      巻: 9 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fmolb.2022.1074285

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supplemental or dietary intake of omega‐3 fatty acids for the treatment of periodontitis: A meta‐analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Heo Hyojin、Bae Ji‐Hyun、Amano Atsuo、Park Teajun、Choi Youn‐Hee
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Periodontology

      巻: 49 号: 4 ページ: 362-377

    • DOI

      10.1111/jcpe.13603

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Editorial: Women and clinical microbiology 20212022

    • 著者名/発表者名
      Papp-Wallace Krisztina M.、Manning Shannon D.、Craney Arryn、Kuboniwa Masae、Vourli Sophia
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 12 ページ: 999967-999967

    • DOI

      10.3389/fcimb.2022.999967

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 令和のカリオロジー&ペリドントロジー2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 雑誌名

      神奈川歯学

      巻: 57 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 口腔衛生による疾患予防2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 雑誌名

      炎症と免疫

      巻: 30 ページ: 52-55

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 歯周病とストレス・喫煙2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 雑誌名

      診断と治療

      巻: 110 ページ: 1135-1139

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Molar Occlusal Balance on Cognitive Function in the Elderly2021

    • 著者名/発表者名
      Cho Min-Jeong、Shin Hae-Eun、Amano Atsuo、Song Keun-Bae、Choi Youn-Hee
    • 雑誌名

      International Dental Journal

      巻: S0020-6539 号: 3 ページ: 101-107

    • DOI

      10.1016/j.identj.2021.05.011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 予防歯科のバイオロジー 昭和から令和へ、そして未来2023

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      未来を拓く口腔予防医学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タバコ抽出液が歯肉上皮細胞の バリア機能に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      山賀俊介、谷垣慶太、中村恵理子、竹内洋輝、天野敦雄
    • 学会等名
      第134回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖尿病入院治療によりPISAが改善した患者群を特徴づける血漿・唾液代謝物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      井上 萌、坂中哲人、久保庭雅恵、天野敦雄
    • 学会等名
      第134回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisのアルギニン脱炭酸酵素は同菌の生育とバイオフィルム形成に影響を及ぼす2023

    • 著者名/発表者名
      工藤摩周、久保庭雅恵、坂中哲人、眞弓昌大、天野敦雄
    • 学会等名
      第134回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Invasion of periodontal tissue by Porphyromonas gingivalis2022

    • 著者名/発表者名
      Amano A
    • 学会等名
      th International conference on Porphyromonas gingivalis and related species in oral ad systemic diseases
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Potential role of Prevotella intermedia as a regulator of the microbial trophic environment.2022

    • 著者名/発表者名
      Kuboniwa M, Aoki Y, Sakanaka A, Mayumi S, Fukusaki E, Amano A
    • 学会等名
      th International conference on Porphyromonas gingivalis and related species in oral ad systemic diseases
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface pre-reacted glass-ionomer (S-PRG) eluate protects gingival epithelium from penetration by lipopolysaccharides and peptidoglycans2022

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Amano A
    • 学会等名
      Europerio 10
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring saliva and plasma metabolites characterizing diabetes patients with improved periodontal inflammation by hospitalized glycemic-control treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue M, Sakanaka A, Choi YH, Kuboniwa M, Amano A
    • 学会等名
      2022 General Session of the Korean Academy of Preventive Dentistry and Oral Health Society
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalis infection alters the metabolome of human gingival epithelial cells and enhances cell proliferation.2022

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y, Kuboniwa M, Sakanaka A, Takeuchi H, Mayumi S, Choi YH, Amano A
    • 学会等名
      2022 General Session of the Korean Academy of Preventive Dentistry and Oral Health Society
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日本の口腔保健と生涯282022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      第71回日本口腔衛生学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歯科医師&歯科衛生士、皆でともに熱く語ろう令和のペリオドントロジー2022

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵
    • 学会等名
      第71回日本口腔衛生学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] もうなくさないためには、患者も主治医2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      第71回日本臨床歯周病学会40周年記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人生100年時代のデンタルアプローチ ~my歯科衛生士が支える健康長寿~2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      第33回近畿・中国・四国口腔衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「人生100年時代の歯科医療」 -生涯28へ向けて-2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      大阪大学歯学部70周年記念講演会・基調講演
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昭和の常識をアップデート 令和の最新カリオロジー2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      令和4年度愛知県歯科医学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロビオームの変動を反映する唾液メタボローム解析から全身を見据える2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      第76回日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 口腔と全身をつなぐ唾液科学の深化2022

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 学会等名
      第71回日本口腔衛生学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 職域がん検診の最前線・歯科医師の立場から2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄
    • 学会等名
      第62回近畿産業衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 唾液メタボロームプロファイルが反映する口腔と全身の健康2022

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵
    • 学会等名
      パナソニックDAY2.0 ライフサイエンス・セミナー by 大阪大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタボローム解析による歯周病感受性と快復力評価2022

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵
    • 学会等名
      未来を拓く口腔予防医学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 口腔細菌間ネットワークが口臭成分メチルメルカプタンの産生を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      原 武史、久保庭 雅恵、坂中 哲人、天野 敦雄
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タバコ抽出液は歯肉上皮細胞のバリア機能を低下させる2022

    • 著者名/発表者名
      山賀俊介、竹内洋輝、天野敦雄
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖原病Ⅰb 型の責任遺伝子 SLC37A4 が歯肉上皮細胞のタイトジャンクション関連タンパクに及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      谷垣慶太、加藤祐太、中村恵理子、山賀俊介、竹内洋輝、天野敦雄
    • 学会等名
      第33回近畿・中国・四国口腔衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオアクティブ素材S-PRG フィラーの歯肉上皮細胞バリア機能への影響2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 祐太、谷垣慶太、中村恵理子、山賀俊介、竹内洋輝、天野敦雄
    • 学会等名
      第33回近畿・中国・四国口腔衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖尿病入院治療によりPISAが改善した患者群を特徴づける血漿・唾液代謝物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      井上 萌、坂中哲人、久保庭雅恵、天野敦雄
    • 学会等名
      第33回近畿・中国・四国口腔衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 歯周病菌が産生する揮発性化合物のプロファイリング2022

    • 著者名/発表者名
      森あすか、谷口百優、久保庭雅恵、天野敦雄、福崎英一郎
    • 学会等名
      創立100周年記念第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院歯学研究科 予防歯科学教室

    • URL

      https://web.dent.osaka-u.ac.jp/prevent/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院歯学研究科 予防歯科学講座

    • URL

      https://www.dent.osaka-u.ac.jp/prevent/prevent-2713

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学歯学部附属病院 予防歯科

    • URL

      https://hospital.dent.osaka-u.ac.jp/medicalexam/medicalexam_000112.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] クルクミン配合口腔用組成物2022

    • 発明者名
      天野敦雄、久保庭雅恵 他
    • 権利者名
      天野敦雄、久保庭雅恵 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-06-24  

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