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2015 年度 実施状況報告書

歯髄炎症を制御する象牙芽細胞-ニューロン-内皮細胞間シグナル分子ネットワーク解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K11056
研究機関東京歯科大学

研究代表者

渋川 義幸  東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (30276969)

研究分担者 田崎 雅和  東京歯科大学, 歯学部, 教授 (40155065)
佐藤 正樹  東京歯科大学, 歯学部, 助教 (80598855)
木村 麻記  東京歯科大学, 歯学部, 助教 (90582346)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード歯学 / シグナル伝達 / 神経科学 / 生理学
研究実績の概要

歯髄に炎症性反応(歯髄炎)が生じると神経終末から炎症局所に様々なシグナル分子としての神経ペプチドが放出され、歯髄内血流・炎症性反応は増加し、激しい疼痛がもたらされる。これら歯髄炎制御シグナル分子の詳細な細胞効果は明らかではない。本研究では歯髄を構成する象牙芽細胞-歯髄ニューロン-血管内皮細胞の共培養系(歯髄炎症in Vitroモデル)を確立する。炎症進行に応じた1)象牙質破壊モデル、2)神経原性炎症モデル、3)血流増加モデルにおいて、歯髄炎制御シグナル分子が、どのように多種細胞で構成される歯髄の細胞「間」情報伝達系に作用するのか、その動態を明らかにする。
平成27年度には、象牙芽細胞‐歯髄(三叉神経節)ニューロン‐血管内皮細胞による三細胞共培養系の確立に先立ち、象牙芽細胞‐歯髄(三叉神経節)ニューロン培養系を確立した。象牙芽細胞に単一細胞刺激を加えると、細胞外へのグルタミン酸放出が生じる事を明らかにした(Cell Calcium, in Revision)。また三叉神経節ニューロンに対する機械刺激は細胞内カルシウムイオン濃度の増加をもたらし、この増加は特定の化合物で抑制された。加えて、象牙芽細胞に三叉神経節ニューロンから放出されるであろうsubstance Pあるいはneurokinin Aを投与すると、細胞内カルシウムイオン濃度が増加した。これらの事から、歯髄細胞間の情報伝達系における伝達因子に関するデータが得られた。

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

研究実績の概要で述べたように、平成27年度には、象牙芽細胞‐歯髄(三叉神経節)ニューロン間におけるグルタミン酸を介した情報伝達、三叉神経節ニューロンの機械刺激感受性(歯髄内炎症にともなう内部圧力増加による疼痛発生をモデル化している)とその抑制因子の同定、象牙芽細胞における三叉神経節ニューロン由来神経ペプチド(substance Pあるいはneurokinin A)受容体の存在を明らかにし、歯髄の細胞間の情報伝達系についての予備的なデータが得られた。しかし、平成27年度に策定していた、象牙芽細胞‐歯髄(三叉神経節)ニューロン‐血管内皮細胞による三細胞共培養系による種々の実験計画は実施されていない。平成28年度には、三細胞共培養系を確立し、炎症進行に応じた細胞モデルを用いた細胞間情報伝達を明らかにする予定である。

今後の研究の推進方策

平成28年度には、象牙芽細胞‐歯髄(三叉神経節)ニューロン‐血管内皮細胞による三細胞共培養系を確立し、炎症進行に応じた細胞モデルを用いた細胞間情報伝達を明らかにする予定である。特に、ニューロントレーシング用カルボシアニン膜色素で標識した歯髄分布三叉神経節ニューロンの調製と培養を行う。カルボシアニン膜色素蛍光から同定されたニューロンと内皮細胞(RMVEC)および象牙芽細胞から空間特異的な細胞内カルシウムシグナルを解析し、炎症進行に応じた、1)象牙質破壊モデル、2)神経原性炎症モデル、3)血流増加モデルにおける歯髄炎制御シグナル分子ネットワークを解析する。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度には、直接経費の99.7%を使用したが、端数が生じた。発生した次年度使用額は、平成28年度に適正に執行する予定である。

次年度使用額の使用計画

細胞膜イオンチャネルに作用する、非選択的アンタゴニストを購入する。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Transient receptor potential cation channel subfamily V member 3 (TRPV3) is not involved in Plasma Membrane Stretch-induced Intracellular Calcium Signaling in Merkel Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Higashikawa A, Kojima Y, Sato M, Kimura M, Ogura K, Mochizuki H, Sase T, Shinya A, Kobune K, FuruyaT, Sato T, Shibukawa Y, Tazaki M
    • 雑誌名

      The Bulletin of Tokyo Dental College

      巻: 56 ページ: 259-262

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intercellular odontoblast communication via ATP mediated by pannexin-1 channel and phospholipase C-coupled receptor activation2015

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Furuya Y, Kimura M, Kojima Y, Tazaki M, Sato T, Shibukawa Y
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 6 ページ: 326

    • DOI

      0.3389/fphys.2015.00326

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Depolarization-induced intracellular free calcium concentration increases do not show a desensitizing effect in rat odontoblasts2015

    • 著者名/発表者名
      Kojima Y, Higashikawa A, Kimura M, Sato M, Mochizuki H, Ogura K, Sase T, Shinya A, Kobune K, Furuya T, Sato T, Shibukawa Y, Tazaki M
    • 雑誌名

      The Bulletin of Tokyo Dental College

      巻: 56 ページ: 131-134

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional expression of bradykinin B1 and B2 receptors in neonatal rat trigeminal ganglion neurons2015

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi A, Sato M, Kimura M, Yamazaki T, Yamamoto H, Tazaki M, Ichinohe T, Shibukawa Y
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 9 ページ: 229

    • DOI

      10.3389/fncel.2015.00229

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Expression and function of purinergic P2Y12 receptors in rat trigeminal ganglion neurons.2015

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi A, Sato M, Kimura M, Ichinohe T, Tazaki M, Shibukawa Y.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 98 ページ: 17-27

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.04.008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dentin and pulp sense cold stimulus.2015

    • 著者名/発表者名
      Tokuda M, Tatsuyama S, Fujisawa M, Morimoto-Yamashita Y, Kawakami Y, Shibukawa Y, Torii M.
    • 雑誌名

      Medical Hypotheses

      巻: 84 ページ: 442-444

    • DOI

      10.1016/j.mehy.2015.01.039

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Odontoblasts as sensory receptors: transient receptor potential channels, pannexin-1, and ionotropic ATP receptors mediate intercellular odontoblast-neuron signal transduction.2015

    • 著者名/発表者名
      Shibukawa Y, Sato M, Kimura M, Sobhan U, Shimada M, Nishiyama A, Kawaguchi A, Soya M, Kuroda H, Katakura A, Ichinohe T, Tazaki M
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv - European Journal of Physiology

      巻: 467 ページ: 843-863

    • DOI

      10.1007/s00424-014-1551-x

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A voltage-dependent K+ current in rat odontoblasts,2016

    • 著者名/発表者名
      Kojima Y, Higashikawa A, Kimura M, Sato M, Mochizuki H, Ogura K, Shibukawa Y, Tazaki M.
    • 学会等名
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Expression of store-operated Ca2+ entry (SOCE) mediated by Ca2+ release-activated Ca2+ (CRAC) channels in rat odontoblasts2016

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Sato M, Kojima Y, Higashikawa A, Shiozaki Y, Satou R, Shigefuji R, Shimada M, Kobune K, Ogura K, Mochizuki H, Kouno K, Shibukawa Y, Tazaki M
    • 学会等名
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Evoked inward currents in trigeminal ganglion neurons caused by intercellular transmitters, ATP, released from mechanically stimulated odontoblast2016

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Kobune K, Kimura M, Kojima Y, Higashikawa A, Ogura K,Mochizuki H, Kouno K, Shimada M, Shibukawa Y, Tazaki M.
    • 学会等名
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Merkel cells transduce mechanical stimulation into intracelluar transmitter release2016

    • 著者名/発表者名
      Higashikawa A, Kojima Y, Kimura M, Sato M, Ogura K, Mochizuki H, Shibukawa Y, Tazaki M.
    • 学会等名
      The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] ラット象牙芽細胞における生物物理学的特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      小島佑貴、東川明日香、木村麻記、佐藤正樹、澁川義幸、田﨑雅和
    • 学会等名
      三叉神経領域の感覚-運動統合機構研究会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-29
  • [学会発表] メルケル細胞の直接機械刺激誘発性細胞内カルシウムイオン濃度変化2015

    • 著者名/発表者名
      東川明日香、小島佑貴、木村麻記、佐藤正樹、小倉一宏、望月浩幸、澁川義幸、田﨑雅和
    • 学会等名
      三叉神経領域の感覚-運動統合機構研究会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-29
  • [学会発表] 象牙芽細胞機械刺激で活性化される三叉神経節ニューロンの内向きP2X3電流2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤正樹、木村麻記、小島佑貴、東川明日香、澁川義幸、田崎雅和
    • 学会等名
      三叉神経領域の感覚-運動統合機構研究会
    • 発表場所
      福岡県、福岡市
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-29
  • [学会発表] A voltage-dependent K+ current showing slow activation and inactivation kinetics in rat odontoblasts2015

    • 著者名/発表者名
      Kojima Y, Higashikawa Y, Kimura M, Sato M, Shibukawa Y, Tazaki M
    • 学会等名
      8th FAOPS congress
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-22 – 2015-11-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkali stimulation-induced Ca2+ signaling in rat odontoblasts2015

    • 著者名/発表者名
      Shibukawa Y, Kimura M, Sato M, Kojima Y, Higashikawa A, Shimada M, Ogura K, Mochizuki H, Tazaki M
    • 学会等名
      8th FAOPS congress
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-22 – 2015-11-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Microcirculation and paracellular fluid secretion in the perfused submandibular gland2015

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Wei F, Narita T, Fukushima M, Hashimoto S, Shibukawa Y, Sato M
    • 学会等名
      8th FAOPS congress
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-22 – 2015-11-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 象牙芽細胞におけるstore-operated Ca2+ entry(SOCE)(Ca2+ release-activated Ca2+(CARC) channels)の発現2015

    • 著者名/発表者名
      木村麻記,佐藤正樹,小島佑貴,東川明日香,隖田みゆき,小倉一宏,望月浩幸,田崎雅和,澁川義幸
    • 学会等名
      第57回歯科基礎医学会学術大会
    • 発表場所
      新潟県、新潟市
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-13
  • [学会発表] 象牙芽細胞機械刺激で誘発される三叉神経節ニューロン内向き電流:象牙芽細胞-ニューロン2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤正樹,木村麻記,小島佑貴,東川明日香,隖田みゆき,小倉一宏,望月浩幸,澁川義幸,田崎雅和
    • 学会等名
      第57回歯科基礎医学会学術大会
    • 発表場所
      新潟県、新潟市
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-13
  • [学会発表] Odontoblast hydrodynamic receptor theory: odontoblasts as sensory receptor cells for dentinal pain2015

    • 著者名/発表者名
      Shibukawa, Y
    • 学会等名
      Tripartite Conference on Tooth and Bone; Development & Regeneration
    • 発表場所
      Narita, Chiba, Japan
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activated mechanisms of H+-sensing ionotropic receptors and G-protein-coupled H+-sensing receptors in odontoblasts2015

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Kurasawa K, Okabayashi K, Kimura M, Kojima Y, Higashikawa A, Shimada M, Ogura K, Mochizuki H, Sase T, Shinya A, Kobune K, Shibukawa Y and Tazaki M
    • 学会等名
      Tripartite Conference on Tooth and Bone; Development & Regeneration
    • 発表場所
      Narita, Chiba, Japan
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkaline-sensitive intracellular Ca2+ signaling pathway in rat odontoblasts2015

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Sato M, Kojima Y, Higashikawa A, Nishiyama A, Satou R, Shiozaki Y, Shimada M, Ogura K,Mochizuki H, Sase T, Shinya A, Kobune K, Furuya T, Sato T, Shibukawa Y, Tazaki M
    • 学会等名
      Tripartite Conference on Tooth and Bone; Development & Regeneration
    • 発表場所
      Narita, Chiba, Japan
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-14
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット顎下腺由来唾液腺導管細胞株(SMIE)の時計遺伝子発現解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤涼一、澁川義幸、石塚洋一、佐藤正樹、木村麻記、田﨑雅和、杉原直樹
    • 学会等名
      第299回東京歯科大学学会例会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-06
  • [学会発表] ラット顎下腺導管細胞の時計遺伝子Bmal1発現リズム解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤涼一、石塚洋一、杉原直樹、澁川義幸、佐藤正樹、木村麻記、田﨑雅和
    • 学会等名
      第65回日本口腔衛生学会・総会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06  

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