歯髄炎症による痛みの発生メカニズム解明：歯髄炎症特異的Cニューロンの機械感受性

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21373
• 配分区分: 基金
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 東川 明日香 東京歯科大学, 歯学部, 助教 (20822472)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 歯髄炎 / 歯髄内圧上昇 / 機械刺激受容器

研究実績の概要

歯髄で炎症が生じると歯髄内組織圧（歯髄内圧）が上昇する。歯髄内圧の上昇は歯髄に分布するCニューロンを圧迫し、機械受容器を活性化することで、歯髄炎による二次痛が誘発される。Cニューロンには多刺激に感受性のあるポリモーダル分子センサータンパク質であるtransient receptor potential（TRP）チャネルファミリーの発現が報告されている。しかし歯髄内圧増加による圧力・機械刺激をどのようにCニューロンが受容しているのか、その受容体分布や活性化機構の詳細は分かっていない。そこで本研究では歯髄に分布する小型三叉神経節ニューロン（Cニューロン）を逆行性トレーサーで同定後、Isolectin B4（IB4）結合の有無によって非ペプチド性・ペプチド性Cニューロンを特定した上で、これらに直接機械刺激を加えた時の細胞膜電流を計測することによって、ニューロンの機械受容特性について検討し、歯髄炎の疼痛発生メカニズムの解明と、その疼痛制御方策の検討を行うこととした。電気生理学的に三叉神経節細胞をニューロンとグリア細胞に分類し、電動マニュピレーターを用いて、歯髄内圧上昇を模した一定の直接機械刺激をニューロン細胞体に加えたところ、直接機械刺激依存性の内向き電流が生じた。内向き波形は、一過性に速い活性化を示す内向き電流と、それに持続する緩徐持続的な内向き電流の二相性の特徴的な波形を示しており、連続機械刺激によってその反応に脱感作は生じなかった。三叉神経節ニューロンの一部においてこの内向き電流は機械感受性イオンチャネルの阻害薬であるGd3+細胞外存在下では有意に抑制されたが、一部の三叉神経節ニューロンでは抑制されなかった。以上の結果より一部の三叉神経節ニューロンの機械刺激誘発性内向き電流は機械感受性イオンチャネルの活性化が関与し発生することで歯髄における疼痛を誘発するものと示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Merkel Cells Release Glutamate Following Mechanical Stimulation: Implication of Glutamate in the Merkel Cell-Neurite Complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa A, Kimura M, Shimada M, Ohyama S, Ofusa W, Tazaki M, Shibukawa Y
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 13 ページ: Article 255
  • DOI: 10.3389/fncel.2019.00255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intracellular Ca2+ mobilization pathway via bradykinin B1 receptor activation in rat trigeminal ganglion neurons. Journal of Physiological Sciences (2019)
  • 著者名/発表者名: Terashima R, Kimura M, Higashikawa A, Kojima Y, Ichinohe T, Tazaki M, Shibukawa Y.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Sciences 巻: 69 ページ: 199-209
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0635-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Expression of Ca2+ activated K+ Channels in Human Cementoblast (2020)
  • 著者名/発表者名: 鎌田聡仁, 東川明日香, 木村麻記, 大山定男, 大房航, 戸田はるな, 澁川義幸, 山下秀一郎
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Neural communication between odontoblasts and pulpal neurons in dentinal pain (2020)
  • 著者名/発表者名: 大山定男, 人見涼露, 東川明日香, 大房航, 戸田はる菜, ウバイダスソブハン, 木村麻記, 溝口利英, 小野堅太郎, 澁川義幸
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Expression of mechanosensitive ion channel in osteoblast (2020)
  • 著者名/発表者名: 永井佐代子, 戸田はる菜, 大山定男, 大房航, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 片倉朗
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Mechanical stimulation-induced intracellular cAMP-and Ca2+-signaling in human odontoblast (2020)
  • 著者名/発表者名: 松永真由美, 木村麻記, 戸田はる菜, 大山定男, 大房航, 東川明日香, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Mechanical stimulation-induced intercellular communication among trigeminal ganglion neurons (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢崎龍彦, 大山定男, 大房航, 戸田はる菜, 黒田英孝, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] Neurotransmission between odontoblasts and pulpal neurons generates dentinal sensitivity: in Vivo study. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohyama S, Hitomi S, Higashikawa A, Ofusa W, Mochiduki H, Ando M, Kono K, Kuroda H, Kimura M, Ono K, Sibukawa Y.
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Research, 2019, Brisbane, Australia
  • 国際学会
• [学会発表] Plasma membrane Ca2+ ATPase participates in dentinogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Higashikawa A, Toda H, Ohyama S, Ofusa W, Kuroda H, Mochizuki H, Kono K, Shibukawa Y.
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Research, 2019, Brisbane, Australia
  • 国際学会
• [学会発表] Stretch-activated Ionic Channels in Rat Trigeminal Ganglion Neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa A, Kimura M, Toda H, Shimada M, Ofusa W, Ohyama S, Kono K, Ando M, Mochizuki H, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanical stimulation-induced intercellular communication of trigeminal ganglionneurons (2019)
  • 著者名/発表者名: Yazaki T, Ohyama S, Ofusa W, Toda H, Hidetaka K, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanosensitive characteristics of rat squamous cell carcinoma cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki M, Ohyama S, Ofusa W, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] High pH sensitive intracellular Ca2+ signaling pathway in odontoblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Higashikawa A, Toda H, Ohyama S, Ofusa W, Kuroda H, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Expression of Ca2+ activated K channels in human cementoblast. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Yamashita S.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] P2X7 receptor Pannexin 1 P2X4 receptor interaction in rat trigeminal ganglion neurons: electrophysiological study (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Kuroda H, Ishikawa N, Ohyama S, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] In vivo study underlying the generation mechanism of dentinal pain (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohyama S, Hitomi S, Higashikawa A, Ofusa W, Toda H, Kuroda H, Kimura M, Ono K, Sibukawa Y.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanical stimulation induced intracellular free Ca2+ concentration increase in human odontoblast. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga M, Kimura M, Toda H, Ohyama S, Ofusa W, Higashikawa A, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Expression of mechanosensitive ion channel in osteoblasts. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai S, Toda H, Ohyama S, Ofusa W, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Katakura A.
  • 学会等名: 第61回歯科基礎医学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] 三叉神経節ニューロンにおけるPanexin-1チャネルを介したP2X7-P2X4受容体の機能連関 (2019)
  • 著者名/発表者名: 黒田英孝, 井上博之, 東川明日香, 木村麻記, 石川昂, 城戸幹太, 半田俊之, 今泉うの, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第24回日本口腔顔面痛学会学術大会
• [学会発表] 三叉神経節ニューロンの機械刺激誘発性細胞間コミュニケーション (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢﨑龍彦, 大山定男, 大房航, 戸田はる菜, 石﨑元樹, 松永真由美, 井上博之, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
• [学会発表] ヒト象牙芽細胞の機械刺激は細胞内遊離Ca2+濃度を増加する (2019)
  • 著者名/発表者名: 松永真由美, 木村麻記, 戸田はる菜, 石﨑元樹, 矢﨑龍彦, 大山定男, 大房航, 井上博之, 東川明日香, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
• [学会発表] ラット扁平上皮癌の機械感受性イオンチャネル (2019)
  • 著者名/発表者名: 石崎元樹, 松永真由美, 矢崎龍彦, 井上博之, 戸田はる菜, 東川明日香, 木村麻記, 黒田英孝, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
• [学会発表] モデルラットを用いた象牙痛発生メカニズムの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大山定男, 木村麻記, 東川明日香, 澁川義幸
  • 学会等名: 第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
• [学会発表] 三叉神経節ニューロンにおける炎症と疼痛に関与するP2X受容体の生理学的特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上博之, 黒田英孝, 大山定男, 石崎元樹, 松永真由美, 矢崎龍彦, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
• [学会発表] Relationship between tongue muscle activity and oral pressure change during swallowing (2019)
  • 著者名/発表者名: Ofusa W, Yamada Y, Ishida R, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y.
  • 学会等名: The Society of Oral Physiology 31st Store Kro Club Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Stretch-activated Ionic Channels in Rat Trigeminal Ganglion Neurons (2019)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa A, Kimura M, Shimada M, Ofusa W, Ohyama S, Ando M, Kono K, Mochizuki H, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 97th General session & exhibition of the IADR
  • 国際学会
• [学会発表] Voltage-dependent Ionic Channels in Human Cementoblast (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Yamashita S.
  • 学会等名: 97th General session & exhibition of the IADR
  • 国際学会
• [学会発表] Intracellular cAMP increase evokes Ca2+ influx in odontoblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Higashikawa A, Ohyama S, Ofusa W, Kuroda H, Mochizuki H, Ando M, Kono K, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 97th General session & exhibition of the IADR
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of pannexin-1 channel to Bz-ATP induced inward current (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Kuroda H, Ishikawa N, Ofusa W, Ohyama S, Nagai S, Kamata S, Higashikawa A, Kimura M, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 97th General session & exhibition of the IADR
  • 国際学会
• [学会発表] 象牙芽細胞において細胞内cyclic AMPはCa2+流入を誘発する (2019)
  • 著者名/発表者名: 木村麻記, 東川明日香, 大山定男, 大房航, 隝田みゆき, 黒田英孝, 望月浩幸, 安藤正之, 河野恭佑, 澁川義幸
  • 学会等名: 第307回東京歯科大学学会
• [学会発表] セメント芽細胞におけるCa2+活性化Kチャネル発現 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鎌田聡仁, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 山下秀一郎
  • 学会等名: 第307回東京歯科大学学会
• [学会発表] 骨破壊・歯周疾患を制御するP2X7受容体の生物学的特性の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上博之, 黒田英孝, 石川昂, 東川明日香, 木村麻記, 澁川義幸, 一戸達也
  • 学会等名: 第307回東京歯科大学学会
• [学会発表] Direct Mechanical stimulation evoked Gd3+-sensitive inward current in trigeminal ganglion neurons (2019)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa A, Kimura M, Shimada M, Kuroda H, Ofusa W, Ohyama S, Ando M, Kono K, Mochizuki H, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies congress 第96回日本生理学会大会
  • 国際学会
• [学会発表] Expression of Mechanosensitive Ion Channel in Osteoblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai S, Higashikawa A, Ohyama S, Kimura M, Shibukawa Y, Katakura A.
  • 学会等名: 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies congress 第96回日本生理学会大会
  • 国際学会
• [学会発表] Voltage-dependent Ionic Channels in Human Cementoblast (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Higashikawa A, Kimura M, Oyama S, Shibukawa Y, Yamashita S.
  • 学会等名: 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies congress 第96回日本生理学会大会
  • 国際学会
• [学会発表] Intracellular cAMP induces Ca2+ influx in odontoblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Kimura M, Higashikawa A, Ohyama S, Ofusa W, Shimada M, Kuroda H, Mochizuki H, Ando M, Kono K, Shibukawa Y.
  • 学会等名: 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies congress 第96回日本生理学会大会
  • 国際学会
• [学会発表] P2X7 receptor-pannexin-1 channel interaction in rat trigeminal ganglion neuron (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Kuroda H, Ishikawa N, Ohyama S, Higashikawa A, Kimura M, Yamamoto H, Shibukawa Y, Ichinohe T.
  • 学会等名: 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies congress 第96回日本生理学会大会
  • 国際学会
• [図書] The journal of the Tokyo Dental College Society 119（4） 歯科学報 (2019)
  • 著者名/発表者名: 澁川 義幸 , 木村 麻記 , 東川 明日香 , 小野 堅太郎 , 人見 涼露 , 山本 仁 , 村松 敬
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 東京歯科大学学会
• [図書] The journal of the Tokyo Dental College Society 119(4) 歯科学報 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木村麻記, 東川明日香, 村松敬, 石原和幸, 齋藤淳, 国分栄仁, 柴山和子, 菊池有一郎, 櫻井敦朗, 喜田大智, 大野建州, 澁川義幸
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 東京歯科大学学会
• [図書] The journal of the Tokyo Dental College Society 119(5) 歯科学報 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村松敬, 木村麻記, 東川明日香, 大野建州, 菊池有一郎, 喜田大智, 国分栄仁, 柴山和子, 櫻井敦朗, 澁川義幸, 齋藤淳, 石原和幸
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 東京歯科大学学会
• [備考] 活動状況・業績：2018年度
  • URL: http://www.tdc.ac.jp/college/activity/branding/tabid/699/Default.aspx
• [備考] 活動状況・業績：2019年度
  • URL: http://www.tdc.ac.jp/college/activity/branding/tabid/720/Default.aspx
• [備考] 平成30年度東京歯科大学研究ブランディング事業
  • URL: http://www.tdc.ac.jp/Portals/0/images/college/activity/branding