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歯髄・歯根膜細胞間の異所性石灰化耐性相違における細胞内リン酸流入機構の関与

研究課題

研究課題/領域番号 23K09448
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57070:成長および発育系歯学関連
研究機関鶴見大学

研究代表者

石川 美佐緒  鶴見大学, 歯学部, 講師 (90582445)

研究分担者 菅崎 弘幸  鶴見大学, 歯学部, 准教授 (30333826)
和田 悟史  金沢医科大学, 医学部, 講師 (20581119)
小寺 稜  鶴見大学, 歯学部, 学部助手 (80823715)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード歯髄 / 歯根膜 / 高リン酸血症モデルラット / リン酸 / ピロリン酸 / 異所性石灰化 / 線維芽細胞
研究開始時の研究の概要

高リン酸血症によりリン酸が血管平滑筋細胞内へ流入することで形質転換し異所性石灰化を促し動脈硬化を引き起こすことが分かっていることから、歯根膜線維芽細胞と歯髄細胞でリン酸濃度感受性が異なるのか探索すべく、歯根膜線維芽細胞は歯髄細胞よりもリン酸刺激による異所性石灰化への耐性を持ち、歯根膜の石灰化による骨性癒着を阻止しているとの研究仮説を立て、in vivo、in vitro実験を用いて検証を行うことを目的とする。本研究結果より歯根膜線維芽細胞の石灰化抑制制御機構についての新しい基盤的データが構築され、生体内の異所性石灰化に対する治療薬開発へ寄与する見識が提示できると考える。

研究実績の概要

初めに10週齢ラットを4週間または6週間0.75%アデニン添加制限食で飼育し高リン酸血症モデルラット(実験群)(Nephron. 1986; 44: 230-4)を作製し、通常食で飼育したラット(対照群)の両者の上顎臼歯部試料をマイクロCT撮影後、切片を作製し組織染色(H-E染色)とマイクロCT画像解析データを用いて歯髄結石とセメント粒の発生時期・発生頻度について観察、比較をおこなった。
モデルラットは、4週間の実験群で血清リン酸(Pi)濃度は3.8mM/Lで対照群のそれ(Pi: 3.1mM/L)よりわずかに上昇していた。6週間の実験群で血清Pi濃度は6.8mM/Lであり、高リン酸血症モデルラットの作製ができていることを確認した。そして、マイクロCT画像解析と組織切片の観察より歯髄結石の発生率は対照群では30%であったが、4週間の実験群で90%と有意差を示した。しかし、セメント粒の発生は全ての群で観察できなかった。また、対照群の同部位の切片を用いて細胞内外のPi・ピロリン酸(PPi)の恒常性維持に欠かせないナトリウム依存性リン酸トランスポーター(Pit-1, 2)、PPi産生酵素(ENPP1)やPPi輸送タンパク(ANK)の免疫染色をおこない、歯髄腔内でのPit-1の強い陽性反応を確認した。
そして、次年度のin vitro実験で用いるラット歯髄と歯根膜の培養細胞のため、6週齢ラット切歯からそれらの細胞を採取し継代培養を開始した。標的細胞採取手技の確立のために、両細胞の特異的遺伝子の発現解析をおこない、初代培養細胞を獲得していることが確認できた。

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

歯髄や歯根膜の初代継代培養に成功し、in vitroの実験が順調におこなえるようになってきた。

今後の研究の推進方策

初めにin vivo実験では実験群のモデルラットの切片を用いたPit-1, 2、ENPP1、ANKの免疫染色をおこない、本年度の対照群の免疫染色結果と比較検討する予定である。
in vitro実験では採取した歯髄と歯根膜の培養細胞を用いて、細胞内外のPi・PPiの恒常性維持に関わる遺伝子の発現を比較し、それら細胞の恒常的な発現の特徴について検討する。
その後、Pi濃度を上げた培養液(Pi濃度:0.9mMから6.0mM)で培養をおこない石灰化物形成の時期について比較検討する。また、それら細胞より抽出したRNAを用いてPi・PPiの恒常性維持に関わる遺伝子発現の変動について、加えて、細胞間での発現の相違について経時的な解析をおこなう予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Oral angiotensin-converting enzyme inhibitor captopril protects the heart from Porphyromonas gingivalis LPS-induced cardiac dysfunction in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyomoto Kenichi、Matsuo Ichiro、Suita Kenji、Ohnuki Yoshiki、Ishikawa Misao、Ito Aiko、Mototani Yasumasa、Tsunoda Michinori、Morii Akinaka、Nariyama Megumi、Hayakawa Yoshio、Amitani Yasuharu、Gomi Kazuhiro、Okumura Satoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 11 ページ: 0292624-0292624

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0292624

    • 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] Effects of the angiotensin-converting enzyme inhibitor captopril on occlusal-disharmony-induced cardiac dysfunction in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Aiko、Ohnuki Yoshiki、Suita Kenji、Matsuo Ichiro、Ishikawa Misao、Mitsubayashi Takao、Mototani Yasumasa、Kiyomoto Kenichi、Tsunoda Michinori、Morii Akinaka、Nariyama Megumi、Hayakawa Yoshio、Tomonari Hiroshi、Okumura Satoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 199127-199127

    • DOI

      10.1038/s41598-023-43099-6

    • 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] Early diagnosis of aortic calcification through dental X-ray examination for dental pulp stones2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Misao、Kanzaki Hiroyuki、Kodera Ryo、Sekimizu Takehiro、Wada Satoshi、Tohyama Syunnosuke、Ida Tomomi、Shimoyama Miho、Manase Shugo、Tomonari Hiroshi、Kuroda Noriyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 18576-18576

    • DOI

      10.1038/s41598-023-45902-w

    • 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] Vidarabine, an anti-herpes agent, improves Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide-induced cardiac dysfunction in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Tsunoda Michinori、Matsuo Ichiro、Ohnuki Yoshiki、Suita Kenji、Ishikawa Misao、Mitsubayashi Takao、Ito Aiko、Mototani Yasumasa、Kiyomoto Kenichi、Morii Akinaka、Nariyama Megumi、Hayakawa Yoshio、Gomi Kazuhiro、Okumura Satoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 73 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1186/s12576-023-00873-5

    • 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] Myo-inositol augments chondrocytic differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Tohyama S, Kanzaki H, Ishikawa M, Katsumata Y, Arai C, Ida T, Wada S, Shimoyama M, Manase S, Tomonari H
    • 雑誌名

      Dent Oral Craniofac Res

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.15761/domr.1000399

    • 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
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalis 由来LPSの慢性投与下におけるβアドレナリン受容体シグナルの重要性2023

    • 著者名/発表者名
      松尾一朗, 吹田憲治, 早川佳男, 伊藤愛子, 石川美佐緒, 成山明具美, 大貫芳樹, 五味一博, 奥村 敏
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitf遺伝子変異による咬筋組織リモデリングの誘発機序の解明2023

    • 著者名/発表者名
      成山明具美, 大貫芳樹, 吹田憲治, 石川美佐緒, 伊藤愛子, 松尾一朗, 早川佳男, 朝田芳信, 奥村 敏
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] アンジオテンシン変換酵素阻害薬カプトプリルの咬合異常に起因する心機能障害に対する影響2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤愛子, 大貫芳樹, 吹田憲治, 石川美佐緒, 松尾一朗, 早川佳男, 成山明具美, 友成 博, 奥村 敏
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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