ゼノファジー誘導細胞シートを用いたインプラント周囲組織の再生

• 研究課題/領域番号: 22K10088
• 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57050:補綴系歯学関連
• 研究機関: 福岡歯科大学
• 研究代表者: 柳 絢子 (佐藤絢子) 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (70803998)
• 研究分担者: 大野 純 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (10152208) ; 柳 束 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 講師 (60758035) ; 城戸 寛史 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (90169897)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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)
• キーワード: ゼノファジー / 細胞シート / インプラント

研究開始時の研究の概要

インプラント治療は、「インプラント周囲疾患」によって補填した歯（埋入したインプラント）をふたたび失う可能性がある。これは細菌に対するインプラント歯肉溝上皮細胞の機能的バリアと防御システムが天然歯の歯周組織と異なるためである。
注目すべき生体反応として“ゼノファジー”がある。細菌に対して選択的に誘導されるゼノファジーは、細胞内に侵入した細菌を特異的に分解することが明らかにされ、歯肉溝上皮細胞ではゼノファジーによる防御システムを展開していることが考えられる。
本研究ではインプラント歯肉溝上皮にゼノファジー誘導歯肉溝細胞を誘導し、インプラン
ト周囲組織に不足している強固なバリアを獲得する。

研究実績の概要

インプラントの歯肉溝上皮細胞は機能的バリアと防御システムが天然歯の歯周組織と異なるため感染の防御が弱いことが考えられる。インプラント歯肉溝上皮に細菌に対して選択的に誘導されるゼノファジーを利用した歯肉溝細胞を誘導し、インプラント周囲組織に不足している強固なバリアを獲得することを目的とし以下の実験を計画した。
１．LPS刺激上皮細胞におけるゼノファジーの誘導：LPSによるゼノファジーを誘導するため細胞刺激方法の検討を行った。歯周病細菌Porphyromonas　gingivalis由来LPSを使用し、ゼノファジーを誘導を行うこととした。ゼノファジー誘導可能な適正なLPS濃度、刺激時間・タイミング等の検討を行った。
２．上皮細胞シートを作製：細胞シート作製方法として温度応答性培養法を利用した。口腔組織由来の上皮細胞を温度応答性培養ディッシュで培養し、細胞シート作製に適切な細胞数や播種密度、培養条件の検証、培養ディッシュのコーティング方法、培養期間、回収のタイミング等の検証を行った。また細胞シート回収後の組織学的解析を行うため組織標本による評価を検討した。
３．LPS刺激ゼノファジー誘導細胞シートの作製：上記で作製した細胞シートの形態を維持し、且つゼノファジーを誘導可能な細胞シートを作製するためにLPSの刺激調整を検討する必要があった。LPS濃度・刺激方法の検討を行い細胞シートの作製を検討した。

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

研究を進めていく中で、当初の計画よりも多くの検討項目、手技的検証が必要となった。
細胞シートを作製する際、細胞の種類によっての培養の設定が異なるため、細胞シートの培養条件の検討項目が多く検証に時間を要した。細胞数、播種密度、培養ディッシュへのコーティング方法、細胞シートの回収時期に関して検証を行った。上皮細胞は他の細胞に比べて回収方法のコントロールが難しく、検証が必要であった。また、LPS刺激行った上で細胞シート形態を維持させるために検証が必要である。

今後の研究の推進方策

温度応答性培養を応用した細胞シートキットを用いてゼノファジー誘導、非誘導細胞シートを作製する。LPS刺激ゼノファジー誘導細胞シートの作製にあたり細胞シートの形態を維持し、且つゼノファジーを誘導可能な細胞シートを作製するためにLPSの刺激調整が必要である。LPSコーティング・パーティクルを利用し、ゼノファジーの発現を検証する。ゼノファジーの発現の再現性が獲得できれば細胞に歯周病菌を感染させて、細菌処理へのゼノファジーの関与を検証していく。