脱灰・タンパク質分解包括モデルによる根面う蝕機序解明と予防・治療法の検討

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K10418
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 真柳 弦 東北大学, 歯学研究科, 講師 (10451600)
• 研究分担者: 柳田 保子 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10282849) ; 鷲尾 純平 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (20400260) ; 高橋 信博 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60183852)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 根面齲蝕 / 脱灰 / タンパク質分解 / 細菌 / 唾液

研究実績の概要

根面齲蝕に対して適切な予防・治療を行うことは、口腔機能を生涯にわたり維持するために重要な課題である。今年度は根面組織に内在するタンパク質分解酵素活性の分布やその活性化を明らかにするとともに、その抑制物質について検討した。
ウシの中切歯歯根部を水平断し、歯質片を作製し、それを酸溶液に48時間浸漬し、酸処理した。次いで、pH 7.0、pH 5.5に調整したタンパク質分解酵素活性検出用蛍光基質に浸漬し、蛍光実体顕微鏡を用いて歯質中のタンパク質分解酵素活性の検出を行った。さらに、脱灰および非脱灰歯質片に、クロルヘキシジン（CHX）、フッ化ジアンミン銀（SDF）、フッ化ナトリウム（NaF）、エピガロカテキンガレート（EGCG）、水酸化カルシウム（Ca(OH)2）の各種物質を濃度や作用時間を変えて作用させた。その後、タンパク質分解酵素活性検出用蛍光基質溶液（pH 7.0）に浸漬し、タンパク質分解酵素活性の検出を行った。
その結果、歯根歯質片のタンパク質分解酵素由来の蛍光強度は、非酸処理側と比べて酸処理側が統計学的有意に大きくなった。また、CHXは作用濃度に依存して、SDFでは作用時間に殆ど依存することなく、蛍光強度を抑制した。EGCGとCa(OH)2は、作用濃度に関係なく一定レベルまで統計学的有意に蛍光強度を減少させた。
本研究の手法によって、歯根の組織構造を損なうことなく、歯根組織内のタンパク質分解酵素活性の分布とその活性、酸による酵素の活性化、各種物質による酵素活性の阻害効果を評価することが可能となった。本研究全体を通じて開発が進められたマルチイオン測定デバイスを無機質の脱灰評価へ応用し、さらにin situ歯根タンパク質分解酵素測定法によりタンパク質分解抑制の評価を行うことで、根面齲蝕に効果的なイオン、薬剤、材料などを検討し、根面齲蝕の抑制に寄与できるものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] In situ detection of endogenous proteolytic activity and the effect of inhibitors on tooth root surface. (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakurai I, Mayanagi G, Yamada S, Takahashi N.
  • 雑誌名: Journal of Dentistry. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.jdent.2023.104471.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluoride ion sensor based on LaF3 nanocrystals prepared by low-temperature process. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Kanda K, Yanagida Y, Mayanagi G, Washio, J Takahashi N
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society 巻: 131 ページ: 31-36
  • DOI: 10.2109/jcersj2.22127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of the microbiota of breast milk before and after feeding with an artificial nipple. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Kawachi M, Maruyama S, Moriyama S, Nishikata M, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Sakashita R, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society 巻: 64 ページ: 431-436
  • DOI: 10.1016/j.job.2022.09.004.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of the microbiota in the remaining sports drink and orange juice in plastic bottles after direct drinking. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawachi M, Wakui A, Kaku N, Takahashi N, Maruyama S, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 64 ページ: 437-444
  • DOI: 10.1016/j.job.2022.08.003.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] All-solid-state Fluoride Ion-selective Electrode using LaF3 Single Crystal with Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) as Solid Contact Layer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Kanda k, Yanagida Y, Mayanagi G, Washio J, Takahashi N
  • 雑誌名: Electroanalysis 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/elan.202200103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microbiota profiles on the surface of non-woven fabric masks after wearing. (2022)
  • 著者名/発表者名: Maruyama S, Sano H, Wakui A, Kawachi M, Kaku N, Takahashi N, Miyazawa M, Abe T, Sato A, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 64 ページ: 376-379
  • DOI: 10.1016/j.job.2022.07.002.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Facile Fabrication of All-solid-state Ion-selective Electrodes by Laminating and Drop-casting for Multi-sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Okubo S, Ozeki Y, Yamada T, Saito K, Ishihara N, Yanagida Y, Mayanagi G, Washio J, Takahashi N
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 90 ページ: 077001
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.22-00020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 唾液組成のモニタリングに向けた全固体型イオン選択電極の マイクロ流路への統合 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大関祥久，山田哲也、石原昇、栁田保子、真柳弦、鷲尾純平、高橋信博
  • 学会等名: 令和4年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会