歯周医学の新展開～歯周炎症とエネルギー代謝の連関

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05555
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 西村 英紀 九州大学, 歯学研究院, 教授 (80208222)
• 研究分担者: 讃井 彰一 九州大学, 大学病院, 講師 (70507780) ; 山下 明子 九州大学, 歯学研究院, 助教 (70511319) ; 岩下 未咲 九州大学, 歯学研究院, 助教 (80611326)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 遺伝子改変マウス / 樹状細胞 / マクロファージ / 肥満 / インスリン抵抗性 / 炎症

研究実績の概要

炎症脂肪組織に高発現するケモカインccl19を脂肪細胞特異的（アディポネクチンプロモーター制御）に発現させたノックインマウスの作製に、前年度成功した。実際、本マウスの血中ccl19タンパク濃度は野生型マウスに比べ、有意な上昇を認めた。本マウスを通常食飼育した際の、インスリン感受性や脂肪組織、肝臓における脂質沈着を組織学的に観察した。結果、脂肪細胞の肥大化、肝臓における脂質沈着ならびに、耐糖能の若干の低下がノックインマウスで観察された。褐色脂肪組織における白色脂肪細胞の増加も確認された。
一方、in vitroにおける検討結果から、ccl19に対して遊走するとされる成熟脂肪細胞の生体での分化機構を解明するため、単球からの樹状細胞分化過程に細菌LPS（大腸菌、歯周病細菌）や炎症性サイトカイン（Tumor Necrosis Factor-α）、飽和脂肪酸を添加し、樹状細胞分化の程度を比較した。結果、樹状細胞マーカーならびにccl19に対する受容体であるccr7の発現は、単球を樹状細胞分化させる際に飽和脂肪酸を添加した群で、著明に亢進することを確認した。
以上から、通常食飼育に加え、血中脂肪酸濃度を上昇させたwestern dietを用いて脂肪細胞特異的ccl19ノックインマウスを飼育することで、成熟樹状細胞が脂肪組織炎症の惹起・亢進に果たす役割がより明確になるものと考えられた。したがって最終年度は、これらの課題を検証するため、通常食飼育に加えwestern diet飼育の系を加え、検討を行う予定としている。

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

脂肪細胞特異的にccl19遺伝子を欠損、もしくは高発現するマウスの樹立が本申請の骨子である。ccl19遺伝子には12種類のpeudogene群が存在することから、欠損マウスでなく過剰発現マウスの樹立を選択し、その作製に成功した。さらに前年度、本マウスを用いた表現型の観察を開始し、当初想定した通りの成果を得ることができた。
さらにin vitroの検討から、単球を樹状細胞分化させる過程で飽和脂肪酸を添加することで樹状細胞分化が亢進することも突き止めた。これにより、目的とする結果を得るうえで、通常食飼育マウスの系に加え、血中飽和脂肪酸濃度を上昇させたwestern diet飼育の系を加えることで、より現代の日本人の生活習慣に類似したマウスモデルでの検討を可とする環境が整った。

今後の研究の推進方策

最終年度は、これまでの結果をふまえ、①脂肪細胞特異的ccl19ノックインマウスを通常食飼育した際の、脂質沈着の機序を、運動量や酸素消費量、二酸化炭素排出量の観点から解明する系にくわえ、②ccl19に対する受容体であるccr7を高発現した成熟樹状細胞の生体内での分化を促進するために、血中飽和脂肪酸濃度を上昇させた、western dietで本マウスを飼育する系を加えることとする。本申請の最終目標は歯周炎症で活性化される成熟樹状細胞の脂肪組織炎症に果たす役割の解明にあるので、上記②の結果をふまえ、western dietでより炎症が亢進するとした結果が得られれば、やや脂肪組織が成熟した日本人個体で歯周炎症の影響がより現れやすいとした申請者らの仮説の検証に繋がるものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Dental pulp cell-derived powerful inducer of TNF-α comprises PKR containing stress granule rich microvesicles. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Fukuda T, Nagayasu S, Nakanishi J, Yoshida K, Hirata-Tsuchiya S, Nakao Y, Sano T, Yamashita A, Yamada S, Ohta K, Shiba H, Nishimura F.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 3825
  • DOI: 10.1038/s41598-019-40046-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prolyl Isomerase Pin1 Suppresses Thermogenic Programs in Adipocytes by Promoting Degradation of Transcriptional Co-activator PRDM16. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakatsu Y, Matsunaga Y, Yamamotoya T, Inoue M, Ueda K, Mizuno Y, Nakanishi M, Sano T, Yamawaki Y, Kushiyama A, Sakoda H, Fujishiro M, Ryo A, Ono H, Minamino T, Takahashi S, Ohno H, Yoneda M, Takahashi K, Ishihara H, Katagiri H, Nishimura F, Kanematsu T, Yamada T, Asano T.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 26 ページ: 3221-3230
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.02.066.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 歯周病と糖尿病 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村英紀
  • 学会等名: 第53回糖尿病学の進歩
  • 招待講演
• [学会発表] Periodontal disease and diabetes mellitus. Up-date information on periodontal medicine (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura F
  • 学会等名: FDI World Dental Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 栄養状態から考える口腔と全身の健康－糖尿病と歯周病の関連を中心に－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村英紀
  • 学会等名: 日本歯科衛生学会第13回学術大会
  • 招待講演