骨格筋における代謝異常・サルコペニア肥満と歯周炎の関わり-健康長寿を目指して-

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03863
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 片桐 さやか 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 准教授(キャリアアップ) (60510352)
• 研究分担者: 鈴木 敏彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (10292848) ; 高橋 宏和 佐賀大学, 医学部, 特任教授 (20607783) ; 廣田 朝光 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (50435674) ; 服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 歯周病 / 糖尿病 / 骨格筋 / 代謝異常

研究実績の概要

歯周病は糖尿病と相互に関係することが知られているが、近年数多くの報告において歯周病は様々な全身疾患（糖尿病、肥満等）の増悪因子となることが示唆されている。申請者らは歯周病原細菌として知られるP.gingivalis を超音波破砕し静脈内投与することによる、菌血症を模した臨床的なモデルでは、腸内細菌叢が変化し肝臓の脂肪化が亢進し、インスリン抵抗性が惹起されることを報告した。しかし一方で糖代謝において質・量ともに重要な骨格筋に関連した報告はこれまで乏しかった。そこで申請者は高脂肪食を投与したP.gingivalisの嚥下感染モデルマウスを用いて歯周病原細菌感染が骨格筋に与える影響を調査することとした。
骨格筋は速筋と遅筋に大別されるが、筋組織のOil red O染色を行ったところ、嚥下感染モデルマウスではヒラメ筋において脂肪化が亢進していることが分かった。またウエスタンブロッティング法にてインスリンシグナルの指標となるAktのリン酸化を評価したところ、ヒラメ筋ではP.gingivalis投与群においてリン酸化の阻害が認められ、インスリンシグナルが低下していることが分かった。また次世代シークエンサーを用いて腸内細菌叢の細菌種の同定、細菌種間の相関関係を解析した結果、P. gingivalisの投与は Tricibacter 属を減少させ、細菌叢を変化させていることが分かった。また細菌同士の相関関係を示したネットワーク構造も、ひとつのネットワークに関わる細菌種が減少していることが分かった。以上の結果から、歯周病原細菌の感染により腸内細菌叢が変化し、骨格筋の脂肪化をはじめとした代謝異常が起きている可能性が示唆された。

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

P. gingivalis投与による、骨格筋の脂肪化および代謝異常を示した。

今後の研究の推進方策

機能に影響がでるかどうかを明らかにしていく。

研究成果

• [雑誌論文] Corrigendum: Comparison of Periodontal Bacteria of Edo and Modern Periods Using Novel Diagnostic Approach for Periodontitis With Micro-CT (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiba Takahiko、Komatsu Keiji、Sudo Takeaki、Sawafuji Rikai、Saso Aiko、Ueda Shintaroh、Watanabe Takayasu、Nemoto Takashi、Kano Chihiro、Nagai Takahiko、Ohsugi Yujin、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Kobayashi Hiroaki、Iwata Takanori
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcimb.2022.871340
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis Administration Induces Gestational Obesity, Alters Gene Expression in the Liver and Brown Adipose Tissue in Pregnant Mice, and Causes Underweight in Fetuses (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Sumiko、Hatasa Masahiro、Ohsugi Yujin、Tsuchiya Yosuke、Liu Anhao、Niimi Hiromi、Morita K、Shimohira T、Sasaki N、Maekawa S、Shiba T、Hirota T、Okano T、Hirose A、Ibi R、Noritake K、Tomiga Y、Nitta H、Suzuki T、Takahashi H、Miyasaka N、Iwata T、Katagiri S
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.745117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Treatment of Peri-implantitis Caused by Malpositioning and an Extra Implant: A Case Report (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiba Takahiko、Katagiri Sayaka、Komatsu Keiji、Nemoto Takashi、Takeuchi Yasuo、Chen Bo、Zhou Yongsheng、Iwata Takanori
  • 雑誌名: The International Journal of Periodontics & Restorative Dentistry 巻: 42 ページ: e15～e20
  • DOI: 10.11607/prd.4800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrimination of Bacterial Community Structures among Healthy, Gingivitis, and Periodontitis Statuses through Integrated Metatranscriptomic and Network Analyses (2021)
  • 著者名/発表者名: Nemoto Takashi、Shiba Takahiko、Komatsu Keiji、Watanabe Takayasu、Shimogishi Masahiro、Shibasaki Masaki、Koyanagi Tatsuro、Nagai Takahiko、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Iwata Takanori
  • 雑誌名: mSystems 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1128/mSystems.00886-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of Periodontal Bacteria of Edo and Modern Periods Using Novel Diagnostic Approach for Periodontitis With Micro-CT (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiba Takahiko、Komatsu Keiji、Sudo Takeaki、Sawafuji Rikai、Saso Aiko、Ueda Shintaroh、Watanabe Takayasu、Nemoto Takashi、Kano Chihiro、Nagai Takahiko、Ohsugi Yujin、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Kobayashi Hiroaki、Iwata Takanori
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.723821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Application of Ligature-Induced Periodontitis in Mice to Explore the Molecular Mechanism of Periodontal Disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Lin Peiya、Niimi Hiromi、Ohsugi Yujin、Tsuchiya Yosuke、Shimohira Tsuyoshi、Komatsu Keiji、Liu Anhao、Shiba Takahiko、Aoki Akira、Iwata Takanori、Katagiri Sayaka
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 8900～8900
  • DOI: 10.3390/ijms22168900
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between periodontal bacteria and degenerative aortic stenosis: a pilot study (2021)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Akihisa、Katagiri Sayaka、Kawashima Hideyuki、Nagura Fukuko、Nara Yugo、Hioki Hirofumi、Nakashima Makoto、Sasaki Naoki、Hatasa Masahiro、Maekawa Shogo、Ohsugi Yujin、Shiba Takahiko、Watanabe Yusuke、Shimokawa Tomoki、Iwata Takanori、Kozuma Ken
  • 雑誌名: Journal of Periodontal & Implant Science 巻: 51 ページ: 226～226
  • DOI: 10.5051/jpis.2006040302
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low-Level Erbium-Doped Yttrium Aluminum Garnet Laser Irradiation Induced Alteration of Gene Expression in Osteogenic Cells from Rat Calvariae (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimohira Tsuyoshi、Niimi Hiromi、Ohsugi Yujin、Tsuchiya Yosuke、Morita Kazuki、Yoshida Sumiko、Hatasa Masahiro、Shiba Takahiko、Kadokura Hiroshi、Yokose Satoshi、Katagiri Sayaka、Iwata Takanori、Aoki Akira
  • 雑誌名: Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery 巻: 39 ページ: 566～577
  • DOI: 10.1089/photob.2020.4958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-surgical treatment for periodontitis and peri-implantitis: longitudinal clinical and bacteriological findings?A case report with a 7-year follow-up evaluation (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiba Takahiko、Watanabe Takayasu、Komatsu Keiji、Koyanagi Tatsuro、Nemoto Takashi、Ohsugi Yujin、Michi Yasuyuki、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Ishihara Kazuyuki、Iwata Takanori
  • 雑誌名: SAGE Open Medical Case Reports 巻: 9 ページ: 2050313
  • DOI: 10.1177/2050313X211029154
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship between NAFLD and Periodontal Disease from the View of Clinical and Basic Research, and Immunological Response (2021)
  • 著者名/発表者名: Hatasa Masahiro、Yoshida Sumiko、Takahashi Hirokazu、Tanaka Kenichi、Kubotsu Yoshihito、Ohsugi Yujin、Katagiri Takaharu、Iwata Takanori、Katagiri Sayaka
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 3728～3728
  • DOI: 10.3390/ijms22073728
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Novel bone regenerative therapy: sequential microarray analysis of Er:YAG Laser-ablated bone tissue and the modification of gene expression in osteocytes and osteoblasts (2021)
  • 著者名/発表者名: Yujin Ohsugi, Sayaka Katagiri, Akira Aoki
  • 学会等名: Academy of Laser Dentistry 28th Annual Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Photobiomodulatory suppressive effect of a 910-nm diode laser on periodontal disease progression in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Katagiri, Yujin Ohsugi, Akira Aoki
  • 学会等名: Academy of Laser Dentistry 28th Annual Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Low-level Er:YAG laser irradiation induced alteration of gene expression in rat calvarial osteogenic cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimohira T, Niimi H, Ohsugi Y, Tsuchiya Y, Morita K, Yoshida S, Hatasa M, Shiba T, Kadokura H, Yokose S, Katagiri S, Iwata T, Aoki A.
  • 学会等名: Dental Laser Virtual Scientific Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Sequential microarray analysis of Er:YAG laser ablated bone tissue (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohsugi Y, Katagiri S, Niimi H, Hatasa M, Watanabe K, Shimohira T, Mizutani K, Kadokura H, Yokose S, Iwata T, Aoki A
  • 学会等名: The 99th General Session of the IADR
  • 国際学会
• [学会発表] ラット頭蓋骨由来初代培養骨芽細胞様細胞および骨細胞様細胞に対するEr:YAGレーザーの効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 新見 ひろみ, 下平 剛, 大杉 勇人, 片桐 さやか, 畑佐 将宏, 土谷 洋輔, 門倉 弘志, 横瀬 敏志, 岩田 隆紀, 青木 章
  • 学会等名: 第24回日本歯科医学会学術大会
• [学会発表] Er：YAGレーザー蒸散による骨組織への影響～バー切削との比較～ (2021)
  • 著者名/発表者名: 大杉勇人, 片桐さやか, 新見ひろみ, 畑佐将宏, 下平 剛, 水谷幸嗣, 岩田隆紀, 青木 章
  • 学会等名: 第24回日本歯科医学会総会
• [学会発表] 歯周病原細菌感染による糖・脂質代謝への影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか, 畑佐将宏, 大杉勇人, 吉田澄子, 森田和機, 佐々木直樹, 前川祥吾, 芝 多佳彦, 新田 浩, 岩田隆紀
  • 学会等名: 第24回日本歯科医学会総会
• [学会発表] 結紮誘導歯周炎モデルマウスを用いた ダイオードレーザー照射による歯周炎抑制効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大杉勇人, 畑佐将宏, 下平 剛, 芝 多佳彦, 駒津匡二, 土谷洋輔, 福場駿介, 前川祥吾, 新見ひろみ, 森田和機, 片桐さやか, 岩田隆紀, 青木 章
  • 学会等名: 第33回日本レーザー歯学会総会・学術大会
• [学会発表] Periodontitis-induced endotoxemia, metabolic syndrome and microbiome alteration (2021)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Katagiri
  • 学会等名: The 99th General Session of the IADR
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The effect of oral dysbiosis on glucose/lipid metabolism (2021)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 口腔内細菌叢破綻による糖・脂質代謝への影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか
  • 学会等名: 第63回歯科基礎医学会学術大会
  • 招待講演