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-

2022 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, 東京医科歯科大学病院, 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, 准教授 (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 / 骨格筋 / 代謝異常 / 糖尿病 / 糖代謝 / 筋肉

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糖尿病、肥満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明らかになった。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た。加えて、P. gingivalisの投与により、網羅解析においてヒラメ筋では炎症が誘発されることが示され、マウス筋芽細胞を用いたin vitroの系では、炎症状態では糖取り込みが減少することを示した。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 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The IL-33/ST2 axis is protective against acute inflammation during the course of periodontitis (2024)
  • 著者名/発表者名: Liu A, Hayashi M, Ohsugi Y, Katagiri S, Akira S, Iwata T, Nakashima T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 15 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1038/s41467-024-46746-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel Flowchart Guiding the Non-Surgical and Surgical Management of Peri-Implant Complications: A Narrative Review (2024)
  • 著者名/発表者名: Shiba T, Komatsu K, Takeuchi Y, Koyanagi T, Taniguchi Y, Takagi T, Maekawa S, Nagai T, Kobayashi R, Matsumura S, Katagiri S, Izumi Y, Aoki A, Iwata T
  • 雑誌名: Bioengineering 巻: 11 ページ: 1-23
  • DOI: 10.3390/bioengineering11020118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Current status of Er:YAG laser in periodontal surgery (2024)
  • 著者名/発表者名: Aoki A, Mizutani K, Taniguchi Y, Lin T, Ohsugi Y, Mikami R, Katagiri S, Meinzer W, Iwata T.
  • 雑誌名: Japanese Dental Science Review 巻: 60 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2023.11.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between periodontal disease and chronic obstructive pulmonary disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Lin P, Liu A, Tsuchiya Y, Noritake K, Ohsugi Y, Toyoshima K, Tsukahara Y, Shiba T, Nitta H, Aoki A, Iwata T, Katagiri S.
  • 雑誌名: Japanese Dental Science Review 巻: 59 ページ: 389-402
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2023.10.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of low‐level Er:YAG laser irradiation on proliferation and gene expression in primary gingival fibroblasts isolated from mouse maxilla (2023)
  • 著者名/発表者名: Lin P, Niimi H, Hirota T, Ohsugi Y, Shimohira T, Toyoshima K, Katagiri S, Iwata T, Aoki A.
  • 雑誌名: Journal of Biophotonics 巻: 17 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1002/jbio.202300166
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-inflammatory effects of cold atmospheric plasma irradiation on the THP-1 human acute monocytic leukemia cell line (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirasawa I, Odagiri H, Park G, Sanghavi R, Oshita T, Togi A, Yoshikawa K, Mizutani K, Takeuchi Y, Kobayashi H, Katagiri S, Iwata T, Aoki A.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 18 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0292267
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blue Light-Emitting Diode Irradiation Without a Photosensitizer Alters Oral Microbiome Composition of Ligature-Induced Periodontitis in Mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima K, Ohsugi Y, Lin P, Komatsu K, Shiba T, Takeuchi Y, Hirota T, Shimohira T, Tsuchiya Y, Katagiri S, Iwata T, Aoki A.
  • 雑誌名: Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery 巻: 41 ページ: 549～559
  • DOI: 10.1089/photob.2023.0061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homemade blenderized tube feeding improves gut microbiome communities in children with enteral nutrition (2023)
  • 著者名/発表者名: Katagiri S, Ohsugi Y, Shiba T, Yoshimi K, Nakagawa K, Nagasawa Y, Uchida A, Liu A, Lin P, Tsukahara Y, Iwata T, Tohara H.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 14 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fmicb.2023.1215236
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Peri-implantitis management by resective surgery combined with implantoplasty and Er:YAG laser irradiation, accompanied by free gingival graft: a case report (2023)
  • 著者名/発表者名: Shiba T, Komatsu K, Watanabe T, Takeuchi Y, Nemoto T, Ohsugi Y, Katagiri S, Shimogishi M, Marukawa E, Iwata T
  • 雑誌名: Therapeutic Advances in Chronic Disease 巻: 14 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1177/20406223231174816
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 結紮誘導歯周炎モデルマウスを用いた口腔-脳-腸連関の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大杉勇人, 今井千尋, 片桐さやか, 廣田朝光, 芝 多佳彦, 豊嶋啓汰, 上阪直史, 岩田隆紀
  • 学会等名: 第66回秋季日本歯周病学会学術大会
• [学会発表] 改良型マウス歯周炎モデルによる歯周炎発病過程の高解像度解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 劉 安豪, 林 幹人, 大杉勇人, 片桐さやか, 中島友紀, 岩田隆紀
  • 学会等名: 第66回秋季日本歯周病学会学術大会
• [学会発表] ヒト由来単球細胞株THP-1に対する大気圧プラズマの抗炎症効果 (2023)
  • 著者名/発表者名: 平澤 以冬, 小田切 悠, 朴 起里, サンガヴィ・ルタヴィ , 東儀 彰子, 大下 貴也, 吉川 勝徳, 水谷 幸嗣, 竹内 康雄, 小林 宏明, 片桐 さやか, 岩田 隆紀, 青木 章
  • 学会等名: 第66回秋季日本歯周病学会学術大会
• [学会発表] 口腔内細菌叢破綻から始まる行動異常～口腔-腸-脳連関の解明へ～ (2023)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか
  • 学会等名: 第65回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 「胃ろう食」の摂取が小児嚥下障害患者のおよび口腔・腸内細菌叢に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 長澤 祐季，中川 量晴，吉見 佳那子，内田 有俊，山口 浩平，片桐 さやか，戸原 玄
  • 学会等名: 第 29 回日本摂食嚥下 リハビリテーション学会学術大会
• [学会発表] 口腔内細菌叢破綻による生涯の代謝異常の病態解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか
  • 学会等名: 第2回融合の場
• [学会発表] 口腔内細菌叢破綻の糖・脂質代謝異常への影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 片桐さやか
  • 学会等名: 第66回春季日本歯周病学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of low-level Er:YAG laser irradiation on proliferation and gene expression changes of primary gingival fibroblasts isolated from mouse maxilla (2023)
  • 著者名/発表者名: Lin P, Niimi H, Hirota T, Ohsugi Y, Shimohira T, Toyoshima K, Katagiri K, Iwata T, Aoki A
  • 学会等名: The 17th Congress of WFLD, Faculty of Pharmacy