2017 Fiscal Year Research-status Report
免疫機構に着目したDown症患者の歯周疾患の基礎的解析および治療法の開発
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17K17332
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
赤澤 友基 徳島大学, 病院, 助教 (10646152)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 歯肉線維芽細胞 / Down症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯科において歯の保存が最も重要であるが、歯の喪失原因はう蝕と歯周疾患である。歯を喪失することで食物の摂取機能不全、審美不全、発音等の障害を生じ、患者自身のQuality of Life (QOL)の大きな低下を生じる。一方でダウン症患児はう蝕の発生は少ないが、歯周疾患の早期発症を生じる。そこで申請者らは21番染色体に乗る遺伝子の強発現により、直接的に歯周疾患や寿命に関与していると考え解析を行ってきた。しかし近年の研究でダウン症の神経細胞数が減少する仕組みは21番染色体に乗る2つの遺伝子の強発現によることが説明され、白血病発症の仕組みは複数の遺伝子によることが説明された。以上のことからダウン症での歯周疾患の発症も21番染色体遺伝子が、一部または複数部位に介入する複雑なサイトカインネットワークが関与しているのではないかと考え解析を行ってきている。
Eotaxin-1はCCL11とも呼ばれ、好酸球およびレセプターCCR3を発現する Th2細胞の遊走を誘導する。好酸球自身は局所を酸性にし、またTh2細胞は炎症性サイトカインの産生の誘導、B細胞の遊走を誘導し、ともに局所の炎症の憎悪を誘導することが予想される。すなわち複数のステップを介して炎症に介入すると考えられる。そこで我々はヒト歯髄細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞におけるEotaxin-1の産生を比較した。歯髄細胞および歯肉細胞でEotaxin-1は恒常的に発現していたが、歯根膜細胞では発現していなかった。興味深いことにFibroblast growth factor-2 (FGF-2)の投与により歯髄細胞のEotaxin-1の発現は抑制されたが、歯肉細胞におけるEotaxin-1の発現に変化が認められなかった。
このことからダウン症の歯肉では健常人よりもEotaxin-1による炎症制御機構が存在すると予想し、解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ダウン症患者は精神発達遅滞を示し、安定的なダウン症患者由来の歯肉細胞の採取が困難なことが予想された。そこでダウン症歯肉細胞の供与を日大松戸歯学部障碍者歯科学講座の田中陽子先生から供与を受け、hTERT導入による不死化細胞株の作成を行っている。しかし安定的hTERT発現細胞の作成に時間がかかり、解析が遅れてしまっている。
また健常歯肉細胞においても不死化細胞株を所有していたが、細胞株が死滅するトラブルがあり、こちらも再細胞株の樹立を試みている。こちらも安定的hTERT発現細胞の不死化細胞株作成を行っている。
しかしこの細胞株作成の間に、歯髄細胞株におけるEotaxin-1の発現解析も同時に行っており、FGF-2投与により発現抑制が認められた。こちらはEotaxin-1発現抑制における細胞内シグナル分子の候補を同定して解析を進めている。こちらの解析結果を進めることで、歯髄細胞でのEotaxin-1発現を抑制し、歯髄保存のための薬剤開発のためマウスによる解析を行う予定である。歯は歯髄を失うと歯自体の乾燥を招き、歯根破折などにより歯を喪失する大きな原因となる。こちらの解析結果から歯の保存のため、QOLの向上に大きな意義があると考えられる。
さらに矯正力や外力を付加した圧迫側の歯根膜を想定して、低酸素状態での歯根膜細胞の解析も行った。こちらでも多数の知見を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
歯髄細胞および歯根膜細胞と比較して、健常人の歯肉細胞でEotaxin-1は強発現していることがわかっている。歯髄細胞ではFGF-2投与によってEotaxin-1の発現が抑制されたが、歯肉細胞ではFGF-2による抑制効果が弱かった。このことから歯肉細胞にはEotaxin-1を強発現するメカニズムが存在するのではないかと予想された。そこでFGF-2を投与した歯髄細胞と歯肉細胞での遺伝子発現の比較を行い、関与する遺伝子の同定を予定している。候補遺伝子の阻害剤やsiRNA、中和抗体の使用によって解析を行う予定である。
また同定した遺伝子が、歯周病のマーカー遺伝子となり得るのか、歯周病患者の歯肉細胞を使用して同様の検討を行っていきたい。ダウン症では早期に歯周病を発症することから、歯周病の早期発見マーカー、危険因子マーカーになる可能性もある。これを唾液や口腔粘膜など採取が簡便なサンプルから評価可能であれば、非常に有用な臨床検査にもなりうると考えられる。
さらにEotaxin-1や同定した遺伝子の歯周病への関与を評価するために、マウス歯周病モデルを使用して解析を行う予定である。マウスの歯肉へEotaxin-1や同定した遺伝子産物を投与し、歯周病の憎悪が認められるかどうかを検討する予定である。逆にEotaxin-1の阻害剤や抗体を投与することで歯周病が改善されるかどうかも解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
ダウン症歯肉細胞の供与を日大松戸歯学部障碍者歯科学講座の田中陽子先生から供与を受け、hTERT導入による不死化細胞株の作成を行っている。しかし安定的hTERT発現細胞の作成に時間がかかり、解析が遅れてしまっている。現在single cell cloningを行っている。ダウン症死肉細胞の確定を行うために、遺伝子の核型解析を行う予定であったが、不死化細胞株の作成が遅れているため、核型解析の予算が余ってしまった。これについては、不死化細胞株が作成できた時点で、核型解析を行う予算として使用する。
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