3次元腸管オルガノイドを用いた歯周病原細菌－腸管上皮相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 22K21057
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0907:口腔科学およびその関連分野
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 峯尾 修平 新潟大学, 医歯学総合病院, 医員 (20962814)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: ペリオドンタルメディスン / 歯周病原細菌 / オルガノイド / 腸管オルガノイド

研究開始時の研究の概要

これまでの口腔－腸管連関研究から，嚥下された歯周病原細菌が腸管を介して全身に悪影響を与えるという，新たなペリオドンタルメディスン病因論が提唱される．申請者らの研究室においても，嚥下された歯周病原細菌が腸管上皮バリアを直接的に障害することを報告したが，そのメカニズムの解明には至っていない．近年,“ミニ臓器”として３次元オルガノイド培養の有用性が注目される．しかしオルガノイドは固形ゲル内に埋没された状態では細菌との共培養ができないため，微生物との相互作用の解析が困難である．本研究では，マウス腸管オルガノイドにおける細菌感染モデルを確立し，歯周病原細菌による腸管上皮細胞への直接的な影響を検討する.

研究成果の概要

歯周医学において，嚥下された歯周病原細菌が腸管を介して全身に悪影響を与えることが報告されている．申請者らの研究室においては，歯周病原細菌が腸管上皮バリアの障害および腸管局所への炎症惹起に関与することを明らかにしたが，詳細なメカニズムは不明である．本研究では腸管オルガノイドを用いた細菌感染モデルを確立し，歯周病原細菌による腸管上皮細胞への直接的な影響を検討する．まず，マウス腸管から幹細胞を分離し，オルガノイドの培養技術を確立した．その後，インジェクターによる細菌感染を試みたが，技術的困難さから，別技術を検討した．その結果，細胞極性を変化させる技術を確立し，細菌感染モデルとしての有用性を確認した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内環境を模倣可能な３次元腸管オルガノイドを用いて歯周病原細菌－腸管上皮相互作用を明らかにすることで，口腔－腸管連関におけるペリオドンタルメディスン病因論の理解を深めるという学術的意義を有する．また社会的意義として，本研究成果から動物モデルに替わる新たな解析技術として一般化することで，動物実験の代替・削減につながり，動物愛護の観点からの社会的貢献が期待される．