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2017 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, 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, 講師 (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 – 2019-03-31
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

本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞-歯髄ニューロン-血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析している。

1)象牙芽細胞にATP刺激を行うと、一過性内向き電流が記録された。これら電流はナトリウムイオン透過性P2X7受容体、カルシウムイオン透過性P2X4受容体を介するものであった。一方、象牙芽細胞にはP2X1, P2X2/3, P2X3受容体発現は見られなかった(Shiozaki et al., 2017)。2)歯髄に分布するニューロンに直接機械刺激を加えると、ナトリウムイオン透過性電流が記録された。この電流は、いくつかの薬剤に対して感受性を示した。3)ニューロンに直接機械刺激を加え、近傍に存在するニューロンからイオン電流記録を試みたが、記録されず、ニューロン間での相互作用は見られなかった。4)ニューロンのATP受容体(P2X7受容体)が自己分泌性のATPで強く持続的に活性化されることが見出された。このメカニズムは、疼痛反応を持続的に増強する要因として働き、堪え難い歯髄痛を惹起する要因として働くかもしれない。

今後、ニューロン自身のATPによる自己分泌性制御を解明する。P2X7受容体が活性化されると、細胞内シグナルを介してATP放出イオンチャネル(パネキシンチャネル)が活性化する予備データを得ている。この点について明らかにし、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)を用いた細胞間相互作用を詳細に検討する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞-歯髄ニューロン-血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析する予定であった。1)については、十分な研究が終了しすでに成果が出ている(Shiozaki et al., 2017; Nishiyama et al., 2016; Sato et al., 2015; Shibukawa et al., 2015)。2)と3)では、ニューロンと内皮細胞の相互作用を検討する予定である。しかし、研究の過程で、ニューロン同士の相互作用は見られないこと、ニューロンのATP受容体(P2X7)が自己分泌性のATPで強く持続的に活性化されることが見出され、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)によるこれら細胞相互作用の検討前に、ニューロン自身のATP自己分泌性制御を解明する必要が生じた。そのため、本研究課題の研究が遅延している。

今後の研究の推進方策

現在の研究成果から、歯髄分布ニューロンのATP受容体(P2X7受容体)が、自己分泌性に放出されたATPで、強く持続的に活性化されることが見出された。このメカニズムは、疼痛反応を持続的に増強する要因として働き、堪え難い歯髄痛を惹起する要因として働くかもしれない。そこで今後、ニューロン自身のATPによる自己分泌性制御を解明したい。P2X7受容体が活性化されると、細胞内シグナルを介してATP放出イオンチャネル(パネキシンチャネル)が活性化する予備データを得ている。この点について明らかにし、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)を用いた細胞間相互作用を検討する。

次年度使用額が生じた理由

本申請研究では、歯髄炎症in Vitroモデル(象牙芽細胞-歯髄ニューロン-血管内皮細胞の共培養系)を開発し、1)象牙質破壊による歯髄炎症分子動態、2)神経原性炎症モデルと分子動態、3)血流増加モデルと歯髄炎症分子動態を解析する予定であった。1)については、十分な研究が終了しすでに成果が出ている(Shiozaki et al., 2017; Nishiyama et al., 2016; Sato et al., 2015; Shibukawa et al., 2015)。2)と3)では、ニューロンと内皮細胞の相互作用を検討する予定である。しかし、研究の経過で、ニューロン同士の相互作用は見られないこと、ニューロンのATP受容体(P2X7)が自己分泌性のATPで強く持続的に活性化されることが見出され、歯髄炎症in Vitroモデル(共培養系)によるこれら細胞相互作用の検討前に、ニューロン自身のATP自己分泌性制御を解明する必要が生じた。そのため、本研究課題の研究が遅延している。今後、消耗品費(細胞培養・動物購入)、国内外成果発表費用、英文校正費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Ionotropic P2X ATP Receptor Channels Mediate Purinergic Signaling in Mouse Odontoblasts2017

    • 著者名/発表者名
      Shiozaki Yuta、Sato Masaki、Kimura Maki、Sato Toru、Tazaki Masakazu、Shibukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 8 ページ: Article 3

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.00003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal Expression Patterns of Clock Genes and Aquaporin 5/Anoctamin 1 in Rat Submandibular Gland Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Satou Ryouichi、Sato Masaki、Kimura Maki、Ishizuka Yoichi、Tazaki Masakazu、Sugihara Naoki、Shibukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 8 ページ: Article 320

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.00320

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potassium Currents Activated by Depolarization in Odontoblasts2017

    • 著者名/発表者名
      Kojima Yuki、Kimura Maki、Higashikawa Asuka、Kono Kyosuke、Ando Masayuki、Tazaki Masakzu、Shibukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 8 ページ: Article 1078

    • DOI

      10.3389/fphys.2017.01078

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Comparison of electrophysiological properties of P2X7 receptors between neurons and glial cells in rat trigeminal ganglion2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, H., Kuroda, H., Ishikawa, N., Kimura, M., Shibukawa, Y., Tazaki M., Ichinohe, T.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
  • [学会発表] 象牙質痛は象牙芽細胞と歯髄ニューロンの神経性伝達で生じる2017

    • 著者名/発表者名
      大山定男,木村麻記,人見涼露,田崎雅和,小野堅太郎,澁川義幸
    • 学会等名
      第11回三叉神経領域の感覚運動統合機構研究会
  • [学会発表] ラット三叉神経節細胞におけるP2X7受容体の電気生理学特性2017

    • 著者名/発表者名
      井上博之,黒田英孝,石川昂,木村麻記,澁川義幸,田﨑雅和,一戸達也
    • 学会等名
      第11回三叉神経領域の感覚運動統合機構研究会
  • [学会発表] 三叉神経節ニューロンに対するグアヤコールの鎮痛作用2017

    • 著者名/発表者名
      隝田みゆき,木村麻記,佐藤正樹,東川明日香,小島佑貴,田崎雅和,澁川義幸
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] ラット三叉神経節細胞におけるP2X7受容体の発現検索2017

    • 著者名/発表者名
      井上博之,黒田英孝,小島佑貴,重藤玲子,東川明日香,石川昂,木村麻記,佐藤正樹,澁川義幸,田﨑雅和,一戸達也
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] ラット三叉神経節グリア細胞の遅延整流型K+電流2017

    • 著者名/発表者名
      小島佑貴,東川明日香,大山定男,河野恭佑,安藤正之,西孝一,黒田英孝,木村麻記,澁川義幸,田﨑雅和
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] メルケル細胞-神経細胞間コミュニケーション2017

    • 著者名/発表者名
      東川明日香,小島佑貴,寺島‐重藤玲子,井上博之,河野恭佑,安藤正之,黒田英孝,木村麻記,澁川義幸,田﨑雅和
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] ラット三叉神経節ニューロンにおけるブラジキニンB1受容体を介したCa2+動態の検索2017

    • 著者名/発表者名
      寺島-重藤玲子,東川明日香,小島佑貴,井上博之,川口綾,黒田英孝,木村麻記,澁川義幸,田崎雅和,一戸達也
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] 象牙芽細胞における高pH感受性store-operated Ca2+ entry(SOCE)2017

    • 著者名/発表者名
      木村麻記,小島佑貴,東川明日香,大山定男,隝田みゆき,安藤正之,河野恭祐,田崎雅和,澁川義幸
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
  • [学会発表] ラット三叉神経節細胞におけるP2X7受容体の機能検索2017

    • 著者名/発表者名
      井上博之,黒田英孝,一岡理華,木村麻記,佐藤正樹,澁川義幸,田﨑雅和,一戸達也
    • 学会等名
      第303回東京歯科大学学会・例会
  • [学会発表] Paracellular fluid secretion and microcirculation in the perfused submandibular gland.2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami, M., Narita, T., Hashimoto, S., Shibukawa, Y., Sato, M.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会
  • [学会発表] Alkali- and ADP-sensitive store-operated Ca2+ entry (SOCE) mediated by Ca2+ release-activated Ca2+ (CRAC) channels in rat odontoblasts2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura, M., Sato, M., Kojima, Y., Higashikawa, A., Shiozaki, Y., Satou, Y., Shigefuji, R., Shimada, M., Kuroda, H., Ogura, K., Mochizuki, H., Kouno, K., Shibukawa, Y., Tazaki, M.
    • 学会等名
      第94回日本生理学会
  • [学会発表] ニューロンネットワークによる神経原性炎症機構の解明: ニューロン軸索反射モデルを用いた機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸、木村麻記、小島佑貴、東川明日香、田崎雅和、黒田英孝、重藤玲子、佐藤正樹
    • 学会等名
      平成29年度 東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] なぜ歯が痛くなるのか -痛みのメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸
    • 学会等名
      日本歯科保存学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 象牙質/歯髄複合体に生じる歯痛の分子細胞基盤:最新の知見から2017

    • 著者名/発表者名
      澁川義幸
    • 学会等名
      日本歯科保存学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Odontoblasts express plasma membrane Ca2+-ATPase 1 and 42017

    • 著者名/発表者名
      Kimura, M., Higashikawa, A., Kojima, Y., Terashima-Shigefuji, R., Inoue, H., Nagai, S., Kamata, S., Shimada, M., Kuroda, H., Ogura, K., Mochizuki, H., Kouno, K., Ando, M., Shibukawa, Y., Tazaki, M.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会

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公開日: 2018-12-17  

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