歯周病病態における細胞内亜鉛イオンの役割の解明

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H06852
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 八木 寛子 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (20806864)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Keywords: 歯周病 / 酸化的ストレス / 亜鉛イオン

Outline of Annual Research Achievements

歯周病病態における歯周組織構成細胞内の亜鉛イオンの変動を検討するために、フローサイトメーターおよび蛍光顕微鏡を用いて実験を行った。
まずヒト歯根膜細胞株、マウス歯根膜細胞株およびヒト歯肉上皮細胞株において、歯周病原因細菌の感染により、細胞内の酸化的ストレスが亢進するか、各細胞にP.g－LPS刺激を加え、細胞内のスーパーオキシドアニオンならびに過酸化水素の生成を蛍光プローブBES-So-AMおよびBES-H2O2-Acを用いて評価した。この結果、LPS刺激によりBES-So-AMならびにBES-H2O2-Acの蛍光増強を認めた。このことから、LPS誘導性に酸化的ストレスが亢進することが示唆された。
更に、酸化的ストレス(過酸化水素:10～1000μM)により細胞質内亜鉛イオンが変動するか検討するために、細胞内亜鉛イオンを検出する蛍光プローブFluoZin3AMを用いて検討した。この結果、酸化的ストレスによりFluoZin3AMの蛍光増強を認めた。また、酸化的ストレス誘導性FluoZin3AM蛍光増強は、細胞内亜鉛イオンキレート剤TPENにより減弱するが、細胞外亜鉛イオンキレート剤DTPAでは減弱しなかったことから、酸化的ストレスにより、細胞内亜鉛イオン貯蔵部位からの亜鉛イオン遊離が示唆された。
次に、細胞内亜鉛イオン貯蔵部位を検討するために、細胞内非タンパクチオールをモニターする蛍光プローブCellTracker Green CMFDAを用いて検討した。この結果、酸化的ストレス誘導性に細胞内亜鉛イオン濃度が上昇する条件下では、CellTracker Green CMFDAの蛍光強度は減弱した。
以上から、歯周病原因細菌感染により酸化的ストレスが増大し、酸化的ストレスにより細胞内の亜鉛イオン貯蔵部位の1つである細胞内非タンパクチオールからの亜鉛イオン遊離を促進することが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

歯周組織構成細胞において、酸化的ストレスにより細胞内亜鉛イオン動態が変化することが明らかとなった。しかし、P.g－LPS刺激により細胞内亜鉛イオン濃度の顕著な変化は検出できなかったため、歯周病原因細菌の感染により、細胞内の酸化的ストレスが亢進し、この酸化的ストレスによって細胞内亜鉛イオン動態が変化するという結果となった。
また、細胞内亜鉛イオン動態変化による影響については、現在解析中である。

Strategy for Future Research Activity

細胞内亜鉛イオンの変化により、歯根膜マーカーの発現について検討しているが、顕著な変化が認められない場合は、MAPKカスケードなどの細胞内シグナル伝達経路について網羅的に解析する予定である。また、細胞質内において発現する亜鉛イオントランスポーターファミリーについても解析を予定してる。