炎症性骨破壊における歯周病菌由来酵素ジンジパインの作用機序解明

• 研究課題/領域番号: 24592817
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 宮本 洋一 昭和大学, 歯学部, 准教授 (20295132)
• 研究分担者: 高見 正道 昭和大学, 歯学部, 教授 (80307058)
• 連携研究者: 今村 隆寿 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 准教授 (20176499)
• 研究協力者: 秋山 智人 昭和大学, 歯学部, 助教 (90710319)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012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: 歯周病 / 破骨細胞 / プロテアーゼ / 骨代謝 / ジンジパイン / 骨 / タンパク質分解酵素

研究成果の概要

歯周病はPorphyromonas gingivalis等の感染による慢性炎症性疾患で、歯槽骨の吸収を特徴とする。同菌が産生するリシン特異的ジンジパイン（Kgp）の骨破壊における役割を解析した。KgpはTNF-αとIL-1βによる破骨細胞分化を促進した．これらのサイトカインは、破骨細胞分化抑制因子であるOPGに比べ、Kgpによる分解に対して安定だった。KgpによるOPGの分解断片はRANKL結合能を失っており、そのN末アミノ酸配列解析から、death domain類似領域を優先的に分解されることが明らかとなった。今回の結果は、タンパク質分解が破骨細胞分化を制御することを示している。

研究成果

• [雑誌論文] In-situ quasi-static and dynamic nanoindentation tests on calcified nodules formed by osteoblasts: Implication of glucocorticoids responsible for osteoblast calcification (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S., Miyamoto Y., Shibata Y., Yoshimura K., Izumida E., Suzuki H., Miyazaki T., Maki K., Kamijo R.
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: １２ ページ: 216-226
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2014.10.038
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms for bone resorption by gingipains: Degradation of osteoprotegerin by lysine-specific gingipain is a key factor for enhanced osteoclastogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Y
  • 雑誌名: J Oral Biosci 巻: 56 号: 4 ページ: 120-124
  • DOI: 10.1016/j.job.2014.06.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis-derived lysine gingipain enhances osteoclast differentiation induced by tumor necrosis factor and interleukin-1 but suppresses that by interleukin-17: Importance of proteolytic degradation of osteoprotegerin by lysine gingipain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Akiyama, Yoichi Miyamoto, Kentaro Yoshimura, Atsushi Yamada, Masamichi Takami, Tetsuo Suzawa, Marie Hoshino, Takahisa Imamura, Chie Akiyama, Rika Yasuhara, Kenji Mishima, Toshifumi Maruyama, Chikara Kohda, Kazuo Tanaka, Jan Potempa, Hisataka Yasuda, Kazuyoshi Baba, Ryutaro Kamijo.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 289 号: 22 ページ: 1-35
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.520510
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of antibody to receptor activator of nuclear factor κ-B ligand on inflammation and cartilage degradation in collagen antibody-induced arthritis in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Funato S, Matsunaga A, Oh K, Miyamoto Y, Yoshimura K, Tanaka J, Suzuki D, Uyama R, Suzuki H, Mishima K, Nakamura M, Namiki O, Baba K, Inagaki K, Kamijo R.
  • 雑誌名: J Negat Results Biomed. 巻: 13 号: 1 ページ: 18-18
  • DOI: 10.1186/s12952-014-0018-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Octacalcium phosphate suppresses chondrogenic differentiation of ATDC5 cells (2013)
  • 著者名/発表者名: I Shibuya, K Yoshimura, Y Miyamoto, A Yamada, M Takami, T Suzawa, D Suzuki, N Ikumi, F Hiura, T Anada, O Suzuki, R Kamijo.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 巻: 352 号: 2 ページ: 401
  • DOI: 10.1007/s00441-012-1548-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A search for backseat players in regulation of differentiation and function of cells constituting hard tissues. - Phagocyte-type NADPH oxidase, monocarboxylate transporter-1, and lysine gingipain - (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Y
  • 雑誌名: Dental Medicine Research 巻: 33 ページ: 51-55
  • NAID: 10031166794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Downregulation of carbonic anhydrase IX promotes Col10a1 expression in chondrocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Maruyama T, Miyamoto Y, Yamamoto G, Yamada A, Yoshimura K, Suzawa T, Takami M, Akiyama T, Hoshino M, Iwasa F, Ikumi N, Tachikawa T, Mishima K, Baba K, Kamijo R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: Vol.8 号: 2 ページ: e56984-e56984
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0056984
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell adhesion signal regulates RANK expression in osteoclast precursors (2012)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki A, Takami M, Miyamoto Y, Nakamaki T, Tomoyasu S, Kadono Y, Tanaka S, Inoue T, Kamijo R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(11) 号: 11 ページ: e48795-e48795
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0048795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nephronectin expression is regulated by SMAD signaling in osteoblast-like MC3T3-E1 cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukasaki M, Yamada A, Yoshimura K, Miyazono A, Yamamoto M, Takami M, Miyamoto Y, Morimura N, Kamijo R
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 425 号: 2 ページ: 390-392
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.106
  • 査読あり
• [雑誌論文] BMP2 differentially regulates the expression of Gremlin1 and Gremlin2, the negative regulators of BMP function, during osteoblast differentiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki D, Yamada A, Aizawa R, Funato S, Matsumoto T, Suzuki W, Takami M, Miyamoto Y, Suzawa T, Yamamoto M, Baba K, Kamijo R
  • 雑誌名: Calcif Tissue Int 巻: 91 号: 1 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1007/s00223-012-9614-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] R848, a toll-like receptor 7 agonist, inhibits osteoclast differentiation but not survival or bone-resorbing function of mature osteoclasts (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto A, Takami M, Matsumoto A, Mochizuki A, Yamada T, Tachi K, Shibuya I, Nakamach, T, Shioda S, Baba K, Inoue T, Miyamoto Y, Yim M, Kamijo R
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 64 号: 3 ページ: 331
  • DOI: 10.1007/s10616-012-9442-5
  • 査読あり
• [学会発表] 8-Nitro-guanosine 3’,5’-cyclic monophosphate mediates elongation of the growth plate cartilage in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshino M, Miyamoto Y, Kentaro Yoshimura K, Suzuki D, Akaike T, Mishima K, Baba K, Kamijo R
  • 学会等名: The 2014 ASCB/IFCB Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, PA, USA
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-11
• [学会発表] Endogenously produced persulfides enhance bone elongation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshino M, Kaneko K, Miyamoto Y, Yoshimura K, Suzuki D, Akaike T, Chikazu D, Baba K, Kamijo R
  • 学会等名: Janapnese Association for Dental Research 62th Annual Meeting
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] 8-ニトロ- cGMPはマウス成長板の伸長を促進する内因性支部なる分子である． (2014)
  • 著者名/発表者名: 星野真理江，宮本洋一，吉村健太郎，田中準一，美島健二，馬場一美，上條竜太郎
  • 学会等名: 第6回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] グルココルチコイド系ステロイドは骨芽細胞によるアパタイト含有石灰化物形成とそのかたさを向上させる． (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本 尚，宮本洋一，吉村健太郎，槇 宏太郎，上條竜太郎
  • 学会等名: 第32回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-26
• [学会発表] ケトン体は骨芽細胞機能を調節する． (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊藤彰大，吉村健太郎，宮本洋一，山本松男，上條竜太郎
  • 学会等名: 第32回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-26
• [学会発表] 歯周病原菌の毒素による破骨細胞分化の促進. (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋山智人，安原理佳，宮本洋一，今村隆寿，馬場一美，美島健二，上條竜太郎
  • 学会等名: 第14回東京骨関節フォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-07-19
• [学会発表] Modulation of osteoblast functions by ketone bodies. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito A, Yoshimura K, Miyamoto Y, Yamamoto M, Kamijo R
  • 学会等名: 92nd General Session & Exhibition of IADR
  • 発表場所: Cape Town, South africa
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-28
• [学会発表] 軟骨細胞の増殖・分化における8-ニトロ-環状GMPの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野真理江，宮本洋一，上條竜太郎，馬場一美
  • 学会等名: 日本補綴歯科学会 第122回学術大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 一酸化窒素は8-ニトロ-サイクリックGMPの生成を介して成長板軟骨の伸長を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野真理江、宮本洋一、馬場一美、上條竜太郎
  • 学会等名: 日本口腔科学会 関東地方部会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 骨芽細胞が形成する石灰化物のリン酸カルシウム含有量と硬さはデキサメタゾンにより増強される (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本尚、宮本洋一、槇宏太郎、上條竜太郎
  • 学会等名: 日本口腔科学会 関東地方部会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Dexamethasone is required for formation of phosphate-containing mineralized nodules by murine osteoblast-like MC3T3-E1 cells in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Miyamoto Y, Shibata Y, Miyazaki T, Kamijo R, Maki K
  • 学会等名: 第33回昭和歯学会例会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Glucocorticoids stimulates mouse osteoblastic MC3T3-E1 cells to form apatite-phosphate-containing mineralized nodules in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Miyamoto Y, Shibata Y, Miyazaki T, Maki K, Kamijo R
  • 学会等名: American Society for Cell Biology 2013 Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
• [学会発表] 骨芽細胞による石灰化物形成におけるグルココルチコイドの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本 尚，宮本洋一，柴田 陽，宮﨑 隆，槇 宏太郎，上條竜太郎
  • 学会等名: 日本口腔組織培養学会設立50周年記念学術大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Monocarboxylate transporter-1は骨芽細胞におけるアルカリホスファターゼの発現に必要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎、宮本洋一、星野真理江、宮本 尚、斎藤章大、船登咲映、泉田恵理、槇 宏太郎、山本松男、馬場一美、上條竜太郎
  • 学会等名: 日本口腔組織培養学会設立50周年記念学術大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] デキサメタゾンは培養骨芽細胞により形成される石灰化物のリン酸含有量と硬さの向上に必要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本 尚、宮本洋一、柴田 陽、上條竜太郎、槇 宏太郎
  • 学会等名: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • 発表場所: 松本
• [学会発表] デキサメタゾンは培養骨芽細胞が形成する石灰化物のリン酸含有量と硬さを増強する (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本 尚、宮本洋一、槇 宏太郎、上條竜太郎
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] ジンジパインによる骨破壊分子メカニズムの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮本洋一
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会サテライトシンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 招待講演
• [学会発表] Monocarboxylate transporter-1はBMP-2刺激後のSmad1のリン酸化に関与することで骨芽細胞分化を正に制御する． (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎，宮本洋一，星野真理江，秋山智人，塚崎雅之，山田 篤，高見正道，須澤徹夫，馬場一美，上條竜太郎
  • 学会等名: 第30回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Importance of proteolytic degradation of osteoprotegerin by lysine-specific gingipain in periodontal osteoclastogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Miyamoto Y, Yamada A, Takami M, Yasuhara R, Yoshimura K, Hoshino M, Maruyama T, Mishima K, Baba K, Kamijo R
  • 学会等名: ASBMR 2012 Annual Meeting
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] 歯周病原菌由来リシン特異的ジンジパインはオステオプロテゲリンを優先的に分解しTNF-αおよびIL-1βによる破骨細胞分化を促進する． (2012)
  • 著者名/発表者名: 秋山智人，宮本洋一，山田 篤，高見正道，吉村健太郎，星野真理江，宮本 尚，槇 宏太郎，馬場一美，上條竜太郎
  • 学会等名: 第54回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 郡山
• [学会発表] 血管内皮細胞と歯髄細胞の共培養がラット歯髄細胞の石灰化へ与える影響について． (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田宜子，山田嘉重，宮本洋一，上條竜太郎
  • 学会等名: 日本歯科保存学会2012年度春季学術大会
  • 発表場所: 宜野湾
• [学会発表] 毛包内の神経堤由来細胞による象牙芽細胞分化誘導． (2012)
  • 著者名/発表者名: 森澤絵里，須澤徹夫，宮内知彦，高見正道，山田篤，宮本洋一，林竜平，西田幸二，大隅典子，馬場一美，上條竜太郎
  • 学会等名: 第11回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜
• [図書] アンチエイジングシリーズ3 骨研究最前線～代謝・疾病のメカニズムから再生医療・創薬・リハビリ機器・機能性食品開発まで～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉村健太郎、宮本洋一、上條竜太郎
  • 総ページ数: 458
  • 出版者: （株）エヌ.ティー.エス出版
• [備考] 昭和大学歯学部口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/
• [備考] 昭和大学歯学部口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/
• [備考] 口腔生化学講座
  • URL: http://www.showa-u.ac.jp/sch/dent/major/oralbio/index.html
• [備考] 昭和大学歯学部口腔生化学講座
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralbio/
• [備考] 口腔生化学
  • URL: http://www.showa-u.ac.jp/sch/dent/major/oralbio/index.html