唾液メタボロームマッピング解析を用いた精神疾患の病態解明および臨床応用法の開発

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K10427
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 猿田 樹理 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (30454151)
• 研究分担者: 槻木 恵一 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 教授 (00298233) ; 杉本 昌弘 東京医科大学, 医学部, 教授 (30458963) ; 内田 裕之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (40327630) ; 東 雅啓 神奈川歯科大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (70707348)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 唾液 / メタボローム解析 / 精神疾患 / 診断マーカー

研究実績の概要

近年、複雑な社会環境により精神疾患に罹患した歯科受診患者が急増している。しかしながら、精神疾患の病態は複雑で、未だ原因が解明されていないのが現状である。また精神疾患の診断法は、問診や臨床症状を基にした主観的な診断が主体であるが、病態が複雑であることから診断の客観的評価法の確立が必須である。
そこで本研究では、精神疾患患者の唾液を採取して代謝産物の観点からメタボロームマッピング解析を行い、唾液成分と精神疾患の関連性を科学的に解明する。また、精神疾患特異的な唾液由来マーカーの探索を行うことで、精神疾患の客観的指標となる新しい診断法の確立を行うことである。
本年度の研究目的は、精神疾患患者の唾液を用いて精神疾患特異的代謝産物の検討をすることである。精神疾患の患者としては、うつ病、統合失調症患者、および健常者それぞれ２０名づつの唾液および血液を採取することができた。これらの唾液および血液間で濃度変化が大きい代謝産物の探索を行った。CE-MSは、同じ物質を測定しても、測定ごとにピークの位置が大きくズレ、複数のデータを比較することが難しいので、我々は独自のアルゴリズムを用いてこのズレを高精度に補正し、多数の測定結果を容易に比較できるディファレンシャル解析を用いて解析を行った。この解析を用いて、健常者とうつ病および統合失調症患者の唾液および血液代謝産物で大きな違いのあった物質を検出することができたことは、次年度につながる大きな研究成果である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請書に記載した本年度の研究計画では、急性期の患者や、さらに不安障害のある患者の検体を採取予定であったが、本年度の採取はできなかった。また、被験者数に関しても150名ずつを予定していたが、コロナ禍の状況下で予定被験者数が集まらなかった。
また研究の進捗がやや遅れている理由の一つが、コロナ禍の影響で普段使用している試薬、抗体、ELISA Kitの納入が非常に遅れている物があるため。

今後の研究の推進方策

現在、他社の試薬、抗体、キットなど代替え品で対応できる物は対応している。
今後は、ディファレンシャル解析を用いて得られた、うつ病、統合失調症および健常者の唾液および血液双方の代謝産物で大きな違いのあった物質をそれぞれ分子生物学的な手法を用いて検討する予定である。さらに前年度までの動物実験で得られたデータとも比較する予定である。また、予定検体数が少ないことから、継続的に次年度以降も検体を収集予定である。
ヒト血液および唾液の検体から複数の物質を同時に解析することで濃度変化のパターンからロジスティック回帰モデルを用いて精神疾患特有の代謝プロファイルを同定し、代謝マップを作成することで精神疾患の発症機序の解明を行う。さらにヒト唾液を詳細に検討するために、動物実験で得られたデータとも併せて、同定された代謝産物をそれぞれELISA法およびwestern blot法で定量的に解析する 。可能であれば得られた代謝プロファイルより特定された代謝産物に関わる微量アミノ酸・酵素・タンパク質や関連する遺伝子の特定も行う。代謝経路に関連する遺伝子およびタンパク質の解析を行うことで精神疾患の病態解明を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍の影響により、試薬などの購入が滞っている状態で、使用予定の希望通り、購入ができない状態が続いているため、その分の予算を次年度使用することとした。現在も発注中である。

研究成果

• [国際共同研究] UCLA School of Dentistry(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: UCLA School of Dentistry
• [雑誌論文] Prolonged Post-Polymerization Biocompatibility of Polymethylmethacrylate-Tri-n-Butylborane (PMMA-TBB) Bone Cement (2021)
  • 著者名/発表者名: Saruta Juri、Ozawa Ryotaro、Hamajima Kosuke、Saita Makiko、Sato Nobuaki、Ishijima Manabu、Kitajima Hiroaki、Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: Materials 巻: 14 ページ: 1289～1289
  • DOI: 10.3390/ma14051289
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chewing augments stress-induced increase of pERK-immunoreactive cells in the rat cingulate cortex (2020)
  • 著者名/発表者名: Hatanaka Reina、Onuki Masami、Sasaguri Kenichi、Yamada Kentaro、Saruta Juri、Yamamoto Toshiharu
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 727 ページ: 134921～134921
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2020.134921
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Faster Short-Chain Fatty Acid Absorption from the Cecum Following Polydextrose Ingestion Increases the Salivary Immunoglobulin A Flow Rate in Rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Yuko、Morozumi Toshiya、Takahashi Toru、Saruta Juri、To Masahiro、Sakaguchi Wakako、Shimizu Tomoko、Kubota Nobuhisa、Tsukinoki Keiichi
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 12 ページ: 1745～1745
  • DOI: 10.3390/nu12061745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Effect of TBB, as an Initiator, on the Biological Compatibility of PMMA/MMA Bone Cement (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamajima Kosuke、Ozawa Ryotaro、Saruta Juri、Saita Makiko、Kitajima Hiroaki、Taleghani Samira Rahim、Usami Dan、Goharian Donya、Uno Mitsunori、Miyazawa Ken、Goto Shigemi、Tsukinoki Keiichi、Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 4016～4016
  • DOI: 10.3390/ijms21114016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] UV-Pre-Treated and Protein-Adsorbed Titanium Implants Exhibit Enhanced Osteoconductivity (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugita Yoshihiko、Saruta Juri、Taniyama Takashi、Kitajima Hiroaki、Hirota Makoto、Ikeda Takayuki、Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 4194～4194
  • DOI: 10.3390/ijms21124194
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Existence of SARS-CoV-2 Entry Molecules in the Oral Cavity (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi Wakako、Kubota Nobuhisa、Shimizu Tomoko、Saruta Juri、Fuchida Shinya、Kawata Akira、Yamamoto Yuko、Sugimoto Masahiro、Yakeishi Mayumi、Tsukinoki Keiichi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 6000～6000
  • DOI: 10.3390/ijms21176000
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Compromised Epithelial Cell Attachment after Polishing Titanium Surface and Its Restoration by UV Treatment (2020)
  • 著者名/発表者名: Okubo Takahisa、Ikeda Takayuki、Saruta Juri、Tsukimura Naoki、Hirota Makoto、Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: Materials 巻: 13 ページ: 3946～3946
  • DOI: 10.3390/ma13183946
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ultraviolet Light Treatment of Titanium Enhances Attachment, Adhesion, and Retention of Human Oral Epithelial Cells via Decarbonization (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakhaei Kourosh、Ishijima Manabu、Ikeda Takayuki、Ghassemi Amirreza、Saruta Juri、Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: Materials 巻: 14 ページ: 151～151
  • DOI: 10.3390/ma14010151
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hypertriglyceridemia-induced brain-derived neurotrophic factor in rat submandibular glands (2020)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi Takeo、Sakaguchi Wakako、Saruta Juri、Yamamoto Yuko、To Masahiro、Kurimoto Yuki、Shimizu Tomoko、Tsukinoki Keiichi
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 62 ページ: 327～335
  • DOI: 10.1016/j.job.2020.08.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical Interlocking Capacity of Titanium with Respect to Surface Morphology and Topographical Parameters (2020)
  • 著者名/発表者名: Uno Mitsunori, Hayashi Marc, Ozawa Ryotaro, Saruta Juri, Ishigami Hajime, Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: Journal of Dentistry and Oral Biology 巻: 5 ページ: 1163～1163
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Variation in Osteoblast Retention Ability of Titanium Surfaces with Different Topographies (2020)
  • 著者名/発表者名: Uno Mitsunori, Ozawa Ryotaro, Hamajima Kosuke, Saruta Juri, Ishigami Hajime, Ogawa Takahiro
  • 雑誌名: Journal of Dentistry and Oral Biology 巻: 5 ページ: 1169～1169
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 高齢者の口腔機能維持向上を目指した口腔機能低下症の予防的アプローチ法の確立 (2021)
  • 著者名/発表者名: 東雅啓, 栗本勇輝, 高橋聡子, 高橋俊介, 猿田樹理, 槻木恵一, 淵上慧, 清水智子, 松尾雅斗
  • 学会等名: 神奈川歯科大学学会
• [学会発表] 臨床応用を目指した高い骨伝導能および骨結合能を有した新規生体材料の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 猿田樹理, 小川隆広, 小澤僚太郎, 斉田牧子, 河奈裕正, 二瓶智太郎, 木本克彦, 槻木恵一
  • 学会等名: 神奈川歯科大学学会
• [学会発表] 口腔癌におけるPET検査を用いた腫瘍悪性度評価の試みと頸部リンパ節転移に対する正診率向上に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩渕博史, 沢井奈津子, 香西雄介, 小澤重幸, 猿田樹理, 窪田展久, 槻木恵一, 小林優, 櫻井孝
  • 学会等名: 神奈川歯科大学学会
• [学会発表] 口腔から行う生活習慣病・歯周疾患予防とアンチエイジング (2021)
  • 著者名/発表者名: 松尾雅斗, 坂口和歌子, 稲葉啓太郎, 天野カオリ, 居作和人, 大橋桂, 河田亮, 佐藤武則, 水野潤三, 吉田彩佳, 東雅啓, 猿田樹理, 渡辺清子, 高橋聡子, 吉野文彦, 半田慶介, 高橋俊介, 二瓶智太郎, 浜田信城, 槻木恵一
  • 学会等名: 神奈川歯科大学学会
• [学会発表] 刺激性線維腫における粘膜上皮の変化と固有層血管網との関連についての病理組織学的研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 天野理江, 猿田樹理, 坂口和歌子, 窪田展久, 渕田慎也, 槻木恵一
  • 学会等名: 第164回 神奈川歯科大学例会
• [学会発表] 高脂血症ラットは顎下腺においてBrain-derived neurotrophic factor (BDNF)を誘導する (2020)
  • 著者名/発表者名: 猿田樹理, 坂口和歌子, 菊池赳夫, 山本裕子, 東雅啓, 栗本勇輝, 清水智子, 槻木恵一
  • 学会等名: 第55回 神奈川歯科大学総会
• [学会発表] 唾液腺BDNFの脂質代謝への影響についての検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水智子, 栗本勇輝, 坂口和歌子, 山本裕子, 東雅啓, 猿田樹理, 槻木恵一
  • 学会等名: 第55回 神奈川歯科大学総会
• [学会発表] 口腔癌における18F-FDG PET/CTのSUV値を用いた質的診断の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 沢井奈津子, 岩渕博史, 猿田樹理, 小澤重幸, 金森慶亮, 窪田展久, 香西雄介, 槻木恵一, 小林優, 櫻井孝
  • 学会等名: 第65回 日本口腔外科学会総会
• [学会発表] 脂肪添加含量の違いとフラクトオリゴ糖添加が唾液中IgA 分泌速度に与える効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本裕子, 猿田樹理, 坂口和歌子, 東雅啓, 槻木恵一
  • 学会等名: 第62回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 経口摂取した短鎖脂肪酸が唾液中IgA分泌速度に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本裕子, 高橋徹, 猿田樹理, 坂口和歌子, 両角俊哉, 東雅啓, 槻木恵一
  • 学会等名: 第74回 日本栄養・食糧学会大会
• [備考] 神奈川歯科大学大学院ホームページ
  • URL: http://www.graduate.kdu.ac.jp/
• [備考] 神奈川歯科大学 教育企画部 教員紹介
  • URL: http://www.kdu.ac.jp/corporation/research/staff/