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歯髄炎症下の三叉神経節ニューロン-象牙芽細胞逆行性連絡による象牙芽細胞機能制御

研究課題

研究課題/領域番号 22K09972
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
研究機関東京歯科大学

研究代表者

木村 麻記  東京歯科大学, 歯学部, 講師 (90582346)

研究分担者 渋川 義幸  東京歯科大学, 歯学部, 教授 (30276969)
黄地 健仁  東京歯科大学, 歯学部, 助教 (30803564)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード象牙芽細胞 / 三叉神経節細胞 / cyclic AMP / calcium signaling / 三叉神経節ニューロン / 歯髄炎 / 細胞間連絡
研究開始時の研究の概要

本研究では三叉神経節細胞-象牙芽細胞間逆行性連絡で生じた象牙芽細胞内cAMP/Ca2+シグナルを生物物理・薬理学的に検討し、それら細胞内シグナルの象牙芽細胞機能への作用を明らかにする。これにより、歯髄炎時の象牙芽細胞機能変化を明らかにする。得られた結果から第3象牙質形成や歯の疼痛制御に対する歯髄炎の影響の解明につながる。

研究実績の概要

歯髄炎症反応では歯髄内圧が亢進し、三叉神経節細胞(ニューロン)の圧迫が生じる。本研究では「歯髄炎時に三叉神経節細胞が放出する物質を同定し、その物質を介した三叉神経節細胞-象牙芽細胞間逆行性ネットワークが象牙質形成や象牙質痛をどのように調節するか」を革新的な問いとしており、歯髄炎時の象牙芽細胞変化と第3象牙質形成や歯の疼痛制御に対する歯髄炎の影響を解明したい。2023年度は以下の3点を明らかにした。
1)免疫蛍光染色によりヒト培養象牙芽細胞はGsタンパク質共役型受容体である5-HT4、A2A、D1受容体とVIP受容体サブタイプのVPAC1とVPAC2を発現することが示された。5-HT4受容体、A2A受容体、D1受容体、VIP受容体は。それら受容体のアゴニストは細胞内cAMPレベルを増加した。その細胞内cAMP増加はアデニル酸シクラーゼ(AC)の抑制薬または各受容体拮抗薬の投与で有意に抑制された。このことから、象牙芽細胞に5-HT4、A2A、D1、VIP受容体が機能的に発現することが示唆された。
2)免疫蛍光染色により三叉神経節細胞にGsタンパク質共役型受容体であるβ2受容体、calcitonin receptor-like receptor(CALCRL)、5-HT4、A2A、D1受容体が発現することが示された。三叉神経節ニューロンにそれら受容体のアゴニストを投与すると細胞内cAMPレベルを増加した。その細胞内cAMP増加はACの抑制薬の投与で有意に抑制された。このことから三叉神経節ニューロンにβ2、CGRP、5-HT4、A2A、D1受容体が機能的に発現することが示唆された。
3)ヒト培養象牙芽細胞による石灰化はACの活性化により抑制された。
これらは歯髄炎時に三叉神経節細胞が放出する可能性がある物質に対する象牙芽細胞、近傍の三叉神経節ニューロン応答の解明につながる成果である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

神経伝達物質の受容体にはGsタンパク質共役型受容体も多く存在するが、象牙芽細胞や三叉神経節ニューロンでのGsタンパク質共役型受容体の発現、細胞内cAMP増加による細胞機能への影響は不明な点が多い。したがって、三叉神経節ニューロンから分泌される伝達物質による象牙芽細胞や近傍の三叉神経節ニューロン応答を解明するため、2023年度はGsタンパク質共役型受容体に着目し研究を進めた。これにより進捗が当初よりやや遅れている。

今後の研究の推進方策

2024年度は以下の項目について検討する。
1)象牙芽細胞内cAMP誘発性Ca2+流入経路を細胞内Ca2+濃度測定、細胞内cAMPレベル測定により明らかにする。shRNAを用いた検討も行うことで特定する。
2)サブスタンスP、NKA、ATP、グルタミン酸など、CGRP以外の三叉神経節細胞-象牙芽細胞間連絡の伝達物質の可能性を検討する。象牙芽細胞におけるサブスタンスPとNKAの受容体の機能的発現を細胞内Ca2+濃度測定により明らかにする。
3)1)で特定したタンパク質の象牙芽細胞の石灰化能に対する作用を検討する。1)で特定したタンパク質のshRNAまたはsh-controlをトランスフェクションした象牙芽細胞を石灰化誘導培地中で培養し、alizarin red染色とvon Kossa染色を行い、石灰化レベルを比較する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Functional Expression of Mechanosensitive Piezo1/TRPV4 Channels in Mouse Osteoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Nagai Sayoko、Kitamura Kei、Kimura Maki、Yamamoto Hitoshi、Katakura Akira、Shibukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      The Bulletin of Tokyo Dental College

      巻: 64 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.2209/tdcpublication.2022-0015

    • ISSN
      0040-8891
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional Expression of IP, 5-HT4, D1, A2A, and VIP Receptors in Human Odontoblast Cell Line2023

    • 著者名/発表者名
      Kitayama Eri、Kimura Maki、Ouchi Takehito、Furusawa Masahiro、Shibukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 13 号: 6 ページ: 879-879

    • DOI

      10.3390/biom13060879

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct Mechanical Stimulation Mediates Cell-to-Cell Interactions in Cultured Trigeminal Ganglion Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Yazaki T, Kuroda H, Kimura M, Ohyama S, Ichinohe T, Shibukawa Y.
    • 雑誌名

      The Bulletin of Tokyo Dental College

      巻: 63 号: 3 ページ: 109-117

    • DOI

      10.2209/tdcpublication.2021-0034

    • ISSN
      0040-8891
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gαs-coupled CGRP receptor signaling axis from the trigeminal ganglion neuron to odontoblast negatively regulates dentin mineralization.2022

    • 著者名/発表者名
      Saito N, Kimura M, Ouchi T, Ichinohe T, Shibukawa Y.
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 ページ: 1747-1747

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Piezo1-pannexin-1-P2X3 axis in odontoblasts and neurons mediates sensory transduction in dentinal sensitivity2022

    • 著者名/発表者名
      Ohyama S, Ouchi T, Kimura M, Kurashima R, Yasumatsu K, Nishida D, Hitomi S, Ubaidus S, Kuroda H, Ito S, Takano M, Ono K, Mizoguchi T, Katakura A, Shibukawa Y
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 13 ページ: 891759-891759

    • DOI

      10.3389/fphys.2022.891759

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Intracellular cAMP level increase induced Ca2+ influx in odontoblasts and inhibited mineralization2024

    • 著者名/発表者名
      Kimura M., Ouchi T., Kurashima R., Kuroda H., Shibukawa Y.
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Odontoblasts expressed glucocorticoid receptors2024

    • 著者名/発表者名
      Kuboyama Y., Kimura M., Ouchi T., Kurashima R., Shintani S., Shibukawa Y.
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Depolarization induced Ca2+ mobilization in rat odontoblasts2024

    • 著者名/発表者名
      Seki M., Kimura M., Ouchi T., Kurashima R., Shibukawa Y.
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Piezo1 channel activates TRPV1/TRPA1 channels in rat odontoblast2024

    • 著者名/発表者名
      Kurashima R., Kimura M., Ouchi T., Shibukawa Y.
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Piezo1陽性象牙芽細胞の発生起源と小胞体ストレス制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,倉島竜哉,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      第77回 NPO法人 日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞の細胞内cAMP増加は2APB、Gd3+、Zn2+感受性Ca2+流入を誘発する2023

    • 著者名/発表者名
      木村麻記,黄地健仁,倉島竜哉,澁川義幸
    • 学会等名
      第77回 NPO法人 日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞のERストレスと細胞運命制御2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,倉島竜哉,木村麻記,溝口利英,澁川義幸
    • 学会等名
      第315回東京歯科大学学会・例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Piezo1 down-streaming TRP activation in odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Shibukawa, Ryuya Kurashima, Maki Kimura, Takehito Ouchi
    • 学会等名
      FAOPS2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Intracellular cAMP-induced Ca2+ Influx via Activation of Protein Kinase A in Odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Maki Kimura, Sachie Nomura, Takehito Ouchi, Ryuya Kurashima, Hidetaka Kuroda, Yoshiyuki Shibukawa
    • 学会等名
      FAOPS2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 1/6重力環境下での顎下腺mRNA発現変動2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁, 佐藤涼一, 倉島竜哉, 木村麻記, 澁川義幸
    • 学会等名
      第69回日本宇宙航空環境医学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 顎下腺構成全細胞の1/6重力環境下でのmRNA発現変動2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁, 佐藤涼一, 倉島竜哉, 木村麻記, 澁川義幸
    • 学会等名
      第67回日本唾液腺学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞はグルココルチコイド受容体を発現する2023

    • 著者名/発表者名
      窪山裕也,木村麻記,黄地健仁,倉島竜哉,澁川義幸,新谷誠康
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 月面重力環境下での顎下腺構成全細胞のmRNA発現変動2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,佐藤涼一,倉島竜哉,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械刺激による三叉神経ニューロンからのCGRP family の放出はCGRP family-CALCRL axisを介して血管内皮細胞との細胞間コミュニケーションを活性化する2023

    • 著者名/発表者名
      岩﨑亮,黄地健仁,木村麻記,西山明宏,黒田英孝,片倉朗,澁川義幸
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯根膜を支配する三叉神経中脳路核ニューロンのTRPチャネルの機能的発現2023

    • 著者名/発表者名
      権洗眞,黄地健仁,木村麻記,中村史朗,井上富雄,一戸達也,澁川義幸
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞におけるPiezo1-TRPV1/TRPA1機能連関の解明2023

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,黄地健仁,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯根膜支配三叉神経中脳路核ニューロンの機械感受性イオンチャネル発現2023

    • 著者名/発表者名
      田上聖章,黄地健仁,木村麻記,倉島竜哉,中村史朗,井上富雄,澁川義幸,西井康
    • 学会等名
      第14回三叉神経領域の感覚・運動統合研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞においてPiezo1活性化はTRPV1/TRPA1活性化を調節する2023

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,黄地健仁,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      2022年度生理学研究所研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Piezo1 modulates TRPV1/TRPA1 activations in odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,黄地健仁,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      歯の発生と再生に関する国際セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulatory mechanism of the ER-stress sensor proteins in odontoblast regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,倉島竜哉,木村麻記,溝口利英,澁川義幸
    • 学会等名
      歯の発生と再生に関する国際セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三叉神経節ニューロン-血管内皮細胞シグナル伝達系:cAMP動態解析2023

    • 著者名/発表者名
      岩﨑亮,黄地健仁,木村麻記,西山明宏,黒田英孝,澁川義幸,片倉朗
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyclic-AMP signaling activates Zn2+/Gd3+-sensitive Ca2+ channels in odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Maki Kimura, Takehito Ouchi, Ryuya Kurashima, Hidetaka Kuroda, Yoshiyuki Shibukawa
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Coupling Among Piezo1, TRPV1, and TRPA1 in Rat Odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Ryuya Kurashima, Maki Kimura, Takehito Ouchi, Yoshiyuki Shibukawa
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression of mechanosensitive ion channels in mesencephalic trigeminal nucleus neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Kwon S, Ouchi T, Kimura M, Nakamura S, Inoue T, Shibukawa Y, Ichinohe T
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of pregabalin on the Merkel cell-neurite complex2023

    • 著者名/発表者名
      Rumi Kaneko, Takehito Ouchi, Maki Kimura, Yoshiyuki Shibukawa, Tatsuya Ichinohe
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma membrane Ca2+-ATPase in odontoblasts mediates dentinogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Shibukawa Y, Kimura M, Ouchi T, Kurashima R, Kuroda H
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mineralization-promoting ability of Hexaraphane in human odontoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Furusawa, Maki Kimura, Isao Okunishi, Takehito Ouchi, Tomoe Kato-Yamada, Ryuya Kurashima, Makoto Sugita, Yoshiyuki Shibukawa, Masahiro Furusawa
    • 学会等名
      2023 AADOCR/CADR Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト象牙芽細胞におけるcyclic AMP誘発性Ca2+流入経路の検討2022

    • 著者名/発表者名
      木村麻記,黄地健仁,澁川義幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Pericyte由来Piezo1陽性象牙芽細胞の同定2022

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,倉島竜哉,木村麻記,澁川義幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞のカルシトニン受容体様受容体を介した細胞内cAMPレベルの活性化と軸索反射メカニズム解明への取り組み2022

    • 著者名/発表者名
      岩﨑亮, 黄地健仁, 西山明宏, 木村麻記, 黒田英孝, 澁川義幸, 片倉朗
    • 学会等名
      第313回東京歯科大学学会・例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞においてPiezo1チャネルの活性化はTRPV1チャネルを介した細胞内カルシウムレベルを増加する2022

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,黄地健仁,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      第313回東京歯科大学学会・例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Intracellular cAMP and Ca2+ signaling induced by activation of adenylyl cyclase in human odontoblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Maki Kimura and Yoshiyuki Shibukawa
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞におけるPiezo1 channelとTRPV1 channelの機能連関2022

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,黄地健仁,木村麻記,澁川義幸
    • 学会等名
      第16回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞におけるPiezo1 -TRPV1クロストークの検討2022

    • 著者名/発表者名
      倉島竜哉,木村麻記,黄地健仁,黒田英孝,澁川義幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯の発生期と象牙芽細胞再生時におけるNG2陽性細胞の挙動2022

    • 著者名/発表者名
      黄地健仁,倉島竜哉,木村麻記,黒田英孝,溝口利英,澁川義幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 象牙芽細胞のアデニル酸シクラーゼ活性化はZn2+感受性Ca2+チャネルを介したCa2+流入を誘発する2022

    • 著者名/発表者名
      木村麻記,黄地健仁,倉島竜哉,黒田英孝,安藤正之,河野恭佑,野村幸恵,澁川義幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 三叉神経中脳路核ニューロンの細胞膜タンパク質発現2022

    • 著者名/発表者名
      田上聖章,黄地健仁,木村麻記,倉島竜哉,澁川義幸,西井康
    • 学会等名
      第314回東京歯科大学学会(総会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 老年医歯科学を理解する高齢者の臨床口腔生理2022

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸
    • 学会等名
      第75回北海道歯科学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「舌」の運動-感覚機能の特殊性2022

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸
    • 学会等名
      第10回 日本病巣疾患研究会 総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 象牙質刺激による感覚情報-象牙質形成機能連関の細胞分子制御-象牙芽細胞は象牙質形成細胞であると同時に感覚受容細胞である2022

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸
    • 学会等名
      第68回 旭川歯科医師会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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