Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
炭酸ガスおよび半導体レーザーによるオーラルアンチエ
イジング
Author(s)
村上, 聡
Journal
, ():
-URL
http://hdl.handle.net/10130/1054
Right
様式 C-19
科学研究費補助金研究成果報告書
平成 21 年 6 月 2 日現在 研究成果の概要：今年度は in vitro 研究の予備実験として各細胞(上皮細胞、線維芽細胞、骨 芽細胞など)に対するレーザーの至適条件を得る実験に平行して昨年度に引き続き、in vivo で の検索として、歯質を介した半導体レーザーおよび炭酸ガス(CO2)レーザー照射後のラット歯髄 細胞における組織学的観察および分子生物学的検索を行なった。今回設定した条件(エネルギー 密度 203.84Ｊ/cm２)では、髄角の一部の象牙芽細胞に配列の乱れや軽度の空胞変性が見られる ものの歯髄には明らかな炎症性変化は見られなかった。しかしながら、HSP-70 や VEGF の mRNA の発現の上昇が認められた。また、炭酸ガス(CO2)レーザーに比較して半導体レーザーの方が組 織への侵襲が低いことが明らかとなった。これらの結果は、Molecular biological changes of rat pulp cells after laser irradiation と題して、85th General Session & Exhibition of the IADR, New Orleans, USA で発表した。また、歯質を介した炭酸ガス(CO2)レーザー照射後 の歯髄組織の反応については、TNF－α、IL-1 の mＲＮＡの発現および上昇が観察され、炭酸ガ ス(CO2)レーザーの刺激は歯髄に影響がおよび、炎症性サイトカインの発現を惹起することが明 らかとなった。これらの結果は臨床的には象牙質知覚過敏症へのレーザーの作用機序の解明の 一助となると考えられ、Pulp response after CO2 laser irradiation to rat exposed dentin.と題し、86th General Session & Exhibition of the IADR, Toronto, Canada で発表し、Laser Methods In Chemistry, Biology, And Medicine に投稿中である。交付額 （金額単位：円） 直接経費 間接経費 合 計 19 年度 1,500,000 0 1,500,000 20 年度 1,700,000 510,000 2,210,000 年度 年度 年度 総 計 3,200,000 510,000 3,710,000 研究分野： 科研費の分科・細目： キーワード：１）歯学、２）病理、３）創傷治癒、４）レーザー、５）アンチエイジング １．研究開始当初の背景 従来、臨床的に炭酸ガス(CO2)レーザーの使 用は粘膜の切開、蒸散、止血に限られていた。 しかし近年の報告では創傷治癒の際にも炭 酸ガス(CO2)レーザーが炎症を抑制する効果 や細胞の活性を高めることが明らかとなり、 これらの効果に着目した新たなレーザーの 活 用 が 模索 さ れ、 レ ーザ ー の LLLT(Low 研究種目：若手研究(Ｂ) 研究期間：2006 ～ 2008 課題番号：19791411 研究課題名（和文） 炭酸ガスおよび半導体レーザーによるオーラルアンチエイジング
研究課題名（英文） Oral anti-aging with carbon dioxide and diode laser
研究代表者 村上 聡（Murakami Satoshi） 東京歯科大学・歯学部・助教 研究者番号：70385219
reactive Level Laser Therapy)への応用に関 する報告も散見されるようになった。しかし ながら、レーザーと細胞の機能発現に関して は未だに不明な点が多い。 ２．研究の目的 今回使用する炭酸ガス(CO2)レーザーのエネ ルギーはほとんどが生体表層で吸収される 点を考慮すると唾液腺組織の細胞などの比 較的深部の細胞を標的とする場合には効率 が悪く、半導体レーザーも実験に用い、レー ザーにより細胞の活性化を促すサイトカイ ンの発現を検討する。また本研究を通じて口 腔の恒常性の維持や細胞の活性化などの多 岐にわたるレーザー治療の有用性を証明し、 科学的根拠に基づいたレーザーの臨床応用 が可能となるばかりでなく、細胞組織の活性 を最大限に引き出す新たなモードを検討す ることで、口腔を基盤に全身の健康を考える 口腔のアンチエイジングによる予防医学を 作り上げる一助とする。 ３．研究の方法 平成 19 年度は in vitro におけるレーザー 照射された細胞（上皮細胞、線維芽細胞、神 経細胞、唾液腺細胞、血管内皮細胞など）の サイトカインネットワークを解明すること を目的とし、in vitro による検索を主に行う。 本研究に用いるレーザー装置はパナソニッ クデンタル社製炭酸ガス(CO2)レーザー (Panalas C05∑)および高出力半導体レーザ ー(P-Laser)を用いる。培養した線維芽細胞、 骨髄細胞、歯髄細胞、口腔粘膜上皮細胞、唾 液腺細胞に対し、炭酸ガス(CO2)レーザーお よび半導体レーザー照射の至適条件を検索 し、増殖能を計測、比較する。培養した線維 芽細胞、骨髄細胞、歯髄細胞、口腔粘膜上皮 細胞、唾液腺細胞に対する細胞の機能発現に ついて EGF,bFGF,VEGF,HSP や種々のサイトカ インの mＲＮＡの発現をリアルタイム RT-PCR を用いて検索する。 平成 20 年度は、前年の結果を踏まえ、レ ーザー照射された組織(歯髄、歯周組織)にお けるサイトカインネットワークの解明を目 的とし、in vivo における検索を主に行なう。 本研究に用いるレーザー装置はパナソニッ クデンタル社製炭酸ガス(CO2)レーザー (Panalas C05∑)および高出力半導体レーザ ー(P-Laser)を用いる。歯髄組織、歯周組織 にレーザーを照射し、VEGF,HSP に加え IL-1,IL-6,TNFαなどの炎症性サイトカイン の発現を組織学的に観察しおよび mRNA の発 現をリアルタイム RT-PCR を用いて検索する。 また、レーザー照射されたインプラント周囲 組織における各種サイトカインの発現につ いても検索する。 ４．研究成果 今回設定した条件(エネルギー密度 203.84Ｊ /cm２)では、髄角の一部の象牙芽細胞に配列 の乱れや軽度の空胞変性が見られるものの 歯髄には明らかな炎症性変化は見られなか った。しかしながら、HSP-70 や VEGF の mRNA の発現の上昇が認められた。また、炭酸ガス (CO2)レーザーに比較して半導体レーザーの 方が組織への侵襲が低いことが明らかとな った。また、歯質を介した炭酸ガス(CO2)レ ーザー照射後の歯髄組織の反応については、 TNF－α、IL-1 の mＲＮＡの発現および上昇 が観察され、炭酸ガス(CO2)レーザーの刺激 は歯髄に影響がおよび、炎症性サイトカイン の発現を惹起することが明らかとなった。こ れらの結果は臨床的には象牙質知覚過敏症 へのレーザーの作用機序の解明の一助とな る と 考 え ら れ 、 現 在 Laser Methods In Chemistry, Biology, And Medicine に投稿中 である。
The expression of IL-1mRNA/βactin mRNA. One-way ANOVA (p>0.05) One-way ANOVA (p>0 05) TNF-α 0 10 20 30 40 50 control 0h 3h 6h 12h 24h 48h ave.
Expression of mRNA after the CO2 laser irradiation
The expression of TNF-αmRNA/βactin mRNA.
平成20年度 唾液腺 口腔粘膜 歯周組織 New knowledge 免疫組織化学染色 RT-PCR mRNA発現 タンパク質 発現・局在 多量に 広範囲に 早期に 長期に 恒常性の維持 EGF bFGF VEGF HSP 発現・活性 NSE ・ ・ 唾液腺細胞 上皮細胞 線維芽細胞 血管内皮細胞 神経細胞 疼痛の緩和 メカニズムの解明 臨床応用 オーラルアンチエイジング レーザー照射 炭酸ガス(CO2) 半導体 In vivo In vitro 平成19年度 歯髄 サイトカインネットワークにおけるレーザーの作用機序 (仮説) マクロファージ 血小板 血管内皮細胞 唾液腺細胞 線維芽細胞 上皮細胞 神経細胞 細胞の機能発現 炎症性細胞の 調節 疼痛の緩和 創傷治癒の促進 創傷治癒の促進 PDGF TGF-β EGF bFGF IL-6 IL-1 VEGF TGF-α ： レーザー照射 増殖 増殖 増殖 増殖 PDGF bFGF IL-1 TGF-β VEGF PDGF TGF-β bFGF bFGF IL-1 PDGF TGF-β PDGF EGF ？ ？ ？ ？ ？ ？
The expression of HSP-70 mRNA mRNA/ β actin LD 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1/2 1 3 5 7 14 One-way ANOVA (p>0.05) One-way ANOVA (p>0.05) The expression of VEGF mRNA/βactin mRNA after the CO2 laser irradiation.
CO2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 1/2 1 3 5 7 14
Immediately after the CO2 laser irradiation
Immediately after the CO2 laser irradiation
The positive reaction for NFP was observed at the coronal pulp ( ). The NFP positive reaction at the coronal pulp
could not seen.
５．主な発表論文等（研究代表者、研究分担 者及び連携研究者には下線）
〔雑誌論文〕（計 1 件）
村上 聡；「レーザーで何ができるか」軟組 織への応用“What can you do by the laser?” Application to oral soft tissue., The Journal of Dental Enginnering, 170, 2009, summer, in press.
〔学会発表〕（計 2 件）
1) Molecular biological changes of rat pulp cells after laser irradiation 85th General Session & Exhibition of the IADR, New Orleans, USA
2) Pulp response after CO2 laser irradiation to rat exposed dentin. 86th General Session & Exhibition of the IADR, Toronto, Canada
〔図書〕（計 0 件） 〔産業財産権〕 ○出願状況（計 0 件） 名称： 発明者： 権利者： 種類： 番号： 出願年月日： 国内外の別： ○取得状況（計 0 件） 名称： 発明者： 権利者： 種類： 番号： 取得年月日： 国内外の別： 〔その他〕 ホームページ等 ６．研究組織 (1)研究代表者 村上 聡（Murakami Satoshi） 東京歯科大学・歯学部・助教 研究者番号：70385219 (2)研究分担者 なし (3)連携研究者 なし
