IRUCAA@TDC : 【研究成果報告】 (2)共同研究プロジェクト-研究成果報告-

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Title

【研究成果報告】 (2)共同研究プロジェクト-研究成果報

告-Journal

歯科学報, 119(4): 266-284

URL

http://hdl.handle.net/10130/4972

Right

Description

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Ⅰ．分子生物学的解析による口腔関連疾患の

病因解明

Gorlin 症候群における基底細胞癌病態解明 研究代表者東俊文（東京歯科大学・生化学講座）研究分担者小崎健次郎（慶応義塾大学・医学部臨床遺伝学センター）１．研究の概要 Gorlin 症候群はヘッジホッグ受容体遺伝子 pached１（PTCH１）変異とそれに伴うヘッジホッグ情報伝達系過剰が様々な症状を引き起こす先天性遺伝性症候群である。申請者等は本疾患病態解明を目的として患者 iPS 細胞を作製し，本疾患病態の一つである骨組織過剰にいたるメカニズムについて検討し，ヘッジホッグの標的転写因子の１つである Gli ３の機能異常およびあらたな転写因子による石灰化亢進機構が深くかかわることを見出した。本申請では本疾患病態の中でも予後にかかわる重要な病態の一つである基底細胞癌について iPS 細胞を用いた基底細胞の癌化メカニズムの解明，基底細胞癌における癌特異的遺伝子変異を解明し，診断治療法の開発を目指した基礎的研究を目的とし，最終的には Gor-lin 症候群以外の基底細胞癌病態の解明に発展させることを目的とする。２．取組状況 Gorlin 症候群 iPS 細胞の解析 Gorlin 症候群 iPS 細胞を骨芽細胞分化誘導し，骨分化促進のメカニズムを細胞生物学的，生化学的に解明し，非刺激下におけるヘッジホッグ機構の亢進と拮抗的に Wnt 経路が抑制されていること，骨芽細胞分化誘導時に Wnt，BMP 経路が急激に異常に活性化すること，ヘッジホッグ経路が活性化しているため，ヘッジホッグ活性化を加えなくても石灰化が進行すること，石灰化は亢進しその時特異的に発現が亢進する転写因子が存在することを発見した。さらに iPS 細胞から誘導したケラチノサイトは紫外線照射に対しアポトーシス抵抗性を示し，DNA 損傷修復メカニズムの亢進が認められることを確認した。 Gorlin 症候群における遺伝子変異が PTCH１以外のヘッジホッグ経路にも多重変異を持つことを発見した。今後，Gorlin 症候群遺伝子診断パネルを開発する。３．本事業の成果疾患 iPS 細胞を用いて病態解明をすすめた。臨床家が簡便に利用できる遺伝子診断パネルを開発した。【関連業績】雑誌論文

１．Hisanaga Y, Suzuki E, Aoki H, Sato M, Saito A, Saito A, Azuma T : Effect of the combined use of enamel matrix derivative and atelocol-lagen sponge scaffold on osteoblastic differen-tiation of mouse induced pluripotent stem cells in vitro. J Periodontal Res，５３⑵：２４０− ２４９，２０１８．doi：１０.１１１１／jre.１２５１１．Epub ２０１７ Oct １７．学会発表１．小野寺晶子，森田那奈，渡邊豪士，齋藤暁子，中村貴，野村武史，高橋慎一，片倉朗，柴原孝彦，東俊文ヘッジホッグシグナル伝達異常により発症する歯原生角化嚢胞が生じる遺伝子異常の網羅的解析第３０５回東京歯科大学学会，６月東京２．齋藤暁子，大木章生，澤田隆，中村貴，小野寺晶子，長谷川大悟，小崎健次郎，末石研二，東俊文鎖骨頭蓋骨異形成症由来 iPS 細胞を用いた骨芽細胞分化誘導時の RUNX２機能不全と核形態異常との関連第３０５回東京歯科大学学会，６月東京３．渡邊豪士，奥平貴人，中村貴，小野寺晶子，齋藤暁子，山口朗，東俊文，柴原孝彦 CRISPR/Cas９を用いた McCune-Albright 症候群モデル iPS 細胞の樹立第３０５回東京歯科大学学会，６月東京

⑵共同研究プロジェクト

― 研究成果報告 ― 東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２６６

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４．Onodera S, Azuma T, Ohba S.

Enhancement of osteogenic potential in iPSCs derived from Gorlin syndrome.

９６th General Session & Exhibition of the In-ternational Association for Dental Research, July, London

５．Aoki H, Suzuki E, Hisanaga Y, Sato M, Azuma T, Saito A.

Elucidating the role of RUNX2 in osteoblastic differentiation of iPSCs.

６．Morati N, Onodera S, Hasegawa D, Nomura T, Azuma T.

Epidermal differentiation from Gorlin Syndrome- induced pluripotent stem cells. ９６th General Session & Exhibition of the

In-ternational Association for Dental Research, July, London

７．Watanabe K, Onodera S, Morita S, Yama-guchi A, Shibahara T, Azuma T.

Establishment of iPS cells of McCune-Albright syndrome model using CRISPR/CAS９. ９６th General Session & Exhibition of the

In-ternational Association for Dental Research, July, London

８．Takada K, Satou A, Ogihara Y, Aida N, Azuma T, Furusawa M.

Synergy between Wnt３a and Fgf８ in mouse iPS differentiating to odontoblast.

９．Sato M, Suzuki E, Aoki H, Hisanaga Y, Naka-mura A, Saito A, Azuma T.

Effects of parathyroid hormone on osteoblas-tic differentiation of iPS cells.

９６th General Session & Exhibition of the In-ternational Association for Dental Research, July, London １０．小野寺晶子，齋藤暁子，中村貴，小崎健次郎，東俊文遺伝子解析を用いた Golrin 症候群メカニズムの検討第６０回歯科基礎医学会学術大会，９月福岡市１１．小田嶋彩乃，小野寺晶子，齋藤暁子，中村貴，高田佳奈，星野立樹，一戸達也，東俊文マウス iPS 細胞から遊走神経堤細胞への分化誘導と発現転写因子の検討第６０回歯科基礎医学会学術大会，９月博多市１２．小野寺晶子，齋藤暁子，片倉朗，野村武史，小崎健次郎，鄭雄一，柴原孝彦，大庭伸介，東俊文 Gorlin 症候群患者由来 iPS 細胞の骨芽細胞分化能の異常第５０回日本臨床分子形態学会，９月東京１３．星野立樹，中村貴，小野寺晶子，齋藤暁子，木村基善，小田嶋彩乃，一戸達也，東俊文 A study on efficient induction of odontoblasts differentiation．第５０回日本臨床分子形態学会，９月東京１４．森田奈那，小野寺晶子，渡邊豪士，小倉弘之，高田佳奈，奥平貴人，平田吉敬，長谷川大悟，浮地賢一郎，齋藤暁子，中村貴，高橋慎一，野村武史，東俊文 Gorlin 症候群患者由来 iPS 細胞の皮膚上皮細胞分化とその紫外線反応性第５０回日本臨床分子形態学会，９月東京１５．高田佳奈，小野寺晶子，齋藤暁子，中村貴，小田嶋彩乃，木村基善，森田奈那，間奈津子，古澤成博，東俊文 Wnt３a と Fgf８刺激によるマウス iPS 細胞からの象牙化細胞への分化・誘導の検討第５０回日本臨床分子形態学会，９月東京１６．Hoshino T, Nakamura T, Onodera S, Saito

A, Kimura M, Odajima A, Ichinohe T, Azuma T.

A study on efficient induction of odontoblasts differentiation．

IFDAS ２０１８, October, Nara

１７．中村貴，齋藤暁子，山口朗，東俊文骨芽細胞分化における RUNX２の新奇機能第３０６回東京歯科大学学会，１０月東京歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２６７

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高齢者諸機能低下メカニズムの解明： 基礎系・臨床系研究成果の統合的議論 研究代表者阿部伸一（東京歯科大学・解剖学講座）研究分担者香取幸夫（東北大学・耳鼻咽喉・頭頸部外科），日向信之（神戸大学・大学院医学研究科腎泌尿器科学分野），石田瞭（東京歯科大学・摂食嚥下リハビリテーション研究室），大久保真衣（東京歯科大学・摂食嚥下リハビリテーション研究室），山本仁（東京歯科大学・組織・発生学講座），北村啓（東京歯科大学・組織・発生学講座），山本将仁（東京歯科大学・解剖学講座）１．研究の概要これまで我々は高齢者の摂食嚥下機能，発音機能，排泄機能に重要な役割を担う筋組織の加齢による変化，関節構造の変化，括約筋組織の変化について，歯科，耳鼻咽喉科，泌尿器科というそれぞれ異なった視点から知見を持ち寄り，共同研究として議論を続けてきた。今年度は胎児喉頭関節の観察，そして感覚受容器であるパチニ小体の年齢による分布領域や形態の変化に注目し，組織学的観察を行った。さらに臨床系講座による高齢者の機能低下に関する知見も取り入れ，基礎から臨床，そして他領域における統合的な議論に発展させる事を目的とする。２．取組状況１）高齢者のパチニ小体に関する組織学的研究（阿部，香取，山本仁，北村，山本将仁）観察材料は，秋田大学に献体された１２人の胎児遺体（胎生２０∼３４週）から摘出した１２の手と，東京歯科大学解剖学講座所蔵，解剖学実習用御遺体７体（７８ ∼９５歳）から摘出した１４本の指を研究対象とした。通法に従い組織学的切片を作製し，異なる世代間のファーター・パチニ小体の局在および特徴を比較した。２）高齢者の膀胱，泌尿器に関する組織学的研究（阿部，日向，北村，山本将仁）１）と同様な手法を用い，高齢者の機能低下の原因に関する基礎的研究成果を報告できた。３）高齢者の嚥下と発音機能の関係についての基礎研究（石田，大久保）超音波エラストグラフィーを用いて，嚥下時および発音時（通常時および高音時）の舌骨上筋群の筋硬度測定を行う。FH 平面が床面と平行になるように被験者を着席させ，被験者の顎下中央にプローブを固定する。描出画像は，B モード矢状断での舌背面とした。被験者に，深呼吸をさせてリラックスした状態での安静時舌位を観察し，その後嚥下時，／ta／と／ka／の通常時および高音時の発音時で行った。計測方法は，プローブにカプラーを装着させ，舌背中央部の舌骨上筋群の相対値を計測する。嚥下時および発音時の違いが筋硬度にどのような関連があるのかを明らかにする。特に年齢による研究結果の違いに注目し，研究成果をまとめている。４）以上１）から３）の研究成果をグループ全員で議論し，高齢者の機能低下について基礎，臨床の統合的な議論を常に行っていき，新たな研究の方向性を見出していく。【関連業績】雑誌論文

１．Kobayashi K, Cho KH, Yamamoto M, Mi-tomo K, Murakami G, Abe S : Tree of vater-pacinian corpuscles in the human finger and thumb : a comparison between the late fetal stage and old age. Surgical and Radiologic Anatomy, ４０：２４３−２５７，２０１８．

２．Yamamoto M, Cho HC, Murakami G, Abe S, Rodríguez-Vázquez JF : Early fetal develop-ment of the otic and pterygopalatine ganglia with special reference to the topographical re-lationship with the developing sphenoid bone. Anatomical Record, ２０１８．doi.org/１０．１００２/ar. ２３８３３

３．Yamamoto M, Kojo U, Yanagisawa N, Mi-tomo K, Takayama T, Sakiyama K, Abe S : Morphology and relationships of the biceps brachii and brachialis with the musculocuta-neous nerve. Surgical and Radiologic Anat-omy, ４０：３０３−３１１，２０１８．

４．Rodríguez-Vázquez JF, Yamamoto M, Abe S, Katori Y, Murakami G : Development of 東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ

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the human incus with special reference to the detachment from the chondrocranium to be transferred into the middle ear. Anatomical Record, ３０１：１４０５−１４１５，２０１８．

５．Muraoka K, Morizane S, Hieda K, Honda M, Sejima T, Abe S, Takenaka A : Site-dependent differences in the composite fibers of male pelvic plexus branches : an immunohistochemical analysis of donated elderly cadavers. BMC Urology, １８：４７−４７，２０１８．

６．Ogawa Y, Hinata N, Murakami G, Bando Y, Kitamura K, Hussein AA, Guru K, Abe S, Fu-jisawa M : Aspect of lymphatic vessel con-figuration of the human male urinary bladder and adjacent organs : A histological basis for understanding the spread of cancer metasta-ses. Translational Research in Anatomy, １１：１０−１７，２０１８．

７．Ohkubo M, Ueda T, Sugito H, Watanabe A, Seshima F, Morioka T, Yajima Y : Two-year Survey of Trends at Food Introduction Booth at Suidobashi Hospital of Tokyo Dental Col-lege. Bull Tokyo Dent Coll, ５９⑶：２１３−２２１，２０１８．

８．Ohkubo M, Scobbie JM : Tongue Shape Dy-namics in Swallowing Using Sagittal Ultra-sound. Dysphagia. Jun ２８. doi：１０．１００７/s ００４５５−０１８−９９２１−８．［Epub ahead of print］，２０１８

９．Iguchi T, Ohkubo M, Sugiyama T, Hori K, Ono T, Ishida R : Effects of water viscosity and tongue ingestion site on tongue pressure during food bolus propulsion. J Oral Rehabil, ４５⑸：３７１−３７７，２０１８．１０．大久保真衣，山本昌直，杉山哲也，石田瞭：Down 症候群者における摂食嚥下機能と感覚刺激反応異常の検討．日摂食嚥下リハ会誌，２２⑵１４５−１５２，２０１８総説・解説１．阿部伸一：嚥下にかかわる解剖と X 線像． CLINICAL REHABILITATION，２７：２−５，２０１８．２．阿部伸一：幼児・学童期における機能解剖学的基礎知識−咀嚼・嚥下機能・味覚の獲得−．大阪府学校歯科医会雑誌，２２：９−１２，２０１８．図書１．阿部伸一（著者分担）口腔外科ハンドマニュアル’１８，クインテッセンス出版株式会社，東京，２０１８．２．阿部伸一（共訳）ネッター頭頸部・口腔顎顔面の臨床解剖学アトラス第３版，医歯薬出版，東京，２０１８．３．阿部伸一，山本将仁（共訳）プロメテウス解剖学アトラス口腔・頭頸部第２版【付録 A】，医学書院，東京，２０１８．学会発表１．大久保真衣，三浦慶奈，上田貴之，杉戸博記，勢島典，森岡俊行，内山沙姫，吉田光孝，大野啓介，矢島安朝歯科治療後の「お食事セット」使用に対する外来患者の主観的評価歯科学報，１１８（３０）：２４５，２０１８第３０５回東京歯科大学学会，平成３０年６月２日東京２．冨田尚充，永倉遼太郎，山本将仁，松永智，四ツ谷護，大平真理子，菅野亜紀，大久保真衣，佐藤正樹，比嘉一成，阿部伸一筋の骨への付着部形成過程における Sox‐９の局在に関する免疫組織化学的検索歯科学報，１１８（３０）：２３９，２０１８第３０５回東京歯科大学学会，平成３０年６月２日東京３．大久保真衣，杉山哲也，三浦慶奈，對木將人，石田瞭超音波画像を用いた舌の厚さへの体位とプローブ保持方法の影響老年歯学，３３⑵：１４６，２０１８．第２９回日本老年歯科医学会学術大会，平成３０年６月２２日東京４．三浦慶奈，大久保真衣，杉山哲也，石田瞭超音波エラストグラフィを用いた舌の硬さの検討老年歯学，３３⑵：１８０，２０１８．歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２６９

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第２９回日本老年歯科医学会学術大会，平成３０年６月２３日東京５．大久保真衣，三浦慶奈，大平真理子，杉山哲也，山下秀一郎，石田瞭 MASA による喘息および COPD（慢性閉塞性肺疾患）患者を対象とした摂食嚥下機能評価の検討第２４回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会プログラム・抄録集：２０１８第２４回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会，平成３０年９月９日仙台市６．齋藤晶子，大久保真衣，堀内彬代，小林健一郎，茂木悦子，末石研二タイプの異なる２種の超音波診断装置を舌観察に用いて MFT 学会会誌，７⑴：３１−３３，２０１８．第６回日本口腔筋機能療法学会研修会および RTD ７．石束叡，四ツ谷護，内藤哲，永倉遼太郎，山本将仁，阿部伸一マウス顎関節‘筋−腱−骨’複合体における形態形成プロセス第６０回歯科基礎医学会学術大会プログラム・抄録集，３９，２０１８．第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月６日博多市８．内藤哲，四ツ谷護，石束叡，永倉遼太郎，佐藤正樹，阿部伸一マウス外側翼突筋停止部付着様式の獲得と損傷後の変化第６０回歯科基礎医学会学術大会プログラム・抄録集：４５，２０１８．第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５日博多市９．大久保真衣，三浦慶奈，西岡さやか，大井麻子，仁科牧子，北村妃香莉，齋藤淳，古澤成博，石田瞭，福田謙一口唇閉鎖困難と構音障害の訴えを契機に重症筋無力症と診断された１例第３０６回東京歯科大学学会，平成３０年１０月２０日東京１０．是澤智久，永倉遼太郎，北村啓，四ツ谷護，山本将仁，佐藤正樹，阿部伸一筋−腱−骨複合体：形態獲得プロセスの解明− Scleraxis，Sox９発現局在からの理解第３０６回東京歯科大学学会，平成３０年１０月２０日東京１１．三浦慶奈，大久保真衣，半沢篤，加藤栄助，谷津智美，上島文江，石田瞭，福田謙一スペシャルニーズ歯科開設後の連携病院への訪問診療における臨床統計第３０６回東京歯科大学学会，平成３０年１０月２１日東京１２．北村啓，石川昂，菊池布恵，長坂新，見明康雄，山本仁胎生期マウス喉頭軟骨における発生と成長の過程第２７回硬組織再生生物学会学術大会・総会プログラム・抄録集：２０１８．第２７回硬組織再生生物学会学術大会・総会，平成３０年８月１８日東京１３．北村啓，橋本圭史，石束叡，山本将仁，石川昂，長坂新，菊池布恵，見明康雄，阿部伸一，山本仁胎生期マウス喉頭軟骨の発生過程に関する組織学的検索日本解剖学会第１０６回関東支部会学術集会講演プログラム・抄録集：２０１８．日本解剖学会第１０６回関東支部会学術集会，平成３０年１０月２０日東京１４．橋本千明，北村啓，橋本圭史，廣内英智，山本将仁，松永智，山本仁，阿部伸一マウス喉頭軟骨の発生：Sox９発現局在からの理解第３０６回東京歯科大学学会（総会）プログラム：２０１８第３０６回東京歯科大学学会（総会），平成３０年１０月２０日東京１５．是澤智久，永倉遼太郎，北村啓，四ツ谷護，山本将仁，佐藤正樹，阿部伸一 “筋−腱−骨”複合体：形態形成プロセスの解明−Scleraxis，Sox９発現局在からの理解第３０６回東京歯科大学学会（総会）プログラム：２０１８．東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２７０

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第３０６回東京歯科大学学会（総会），平成３０年１０月２０日東京 口腔感染症のマイクロバイオーム解析 研究代表者石原和幸（東京歯科大学・微生物学講座）研究分担者山下喜久（九州大学・大学院歯学研究院），秋山泰（東京工業大学・大学院），新谷誠康（東京歯科大学・小児歯科学講座），齋藤淳（東京歯科大学・歯周病学講座），柴原孝彦（東京歯科大学・口腔外科学講座），河野通良（東京歯科大学・市川総合病院皮膚科学）１．研究の概要人体には，その細胞の数以上の細菌が定着している。このような定着している細菌集団をマイクロバイオームと呼ぶ。口腔にも，７００菌種を越える細菌によって構成される“口腔マイクロバイオーム”が存在する。口腔は咀嚼・嚥下等の機能を果たしているとともに，ブラッシングが行われるため，口腔マイクロバイオームの組成は１日の中でもダイナミックに変動している。その組成の変化の一部は，齲，歯周炎等の口腔感染症を引きおこす。これらの口腔感染症は，一般的な感染症のように特定の病原体によって引きおこされるものではなく，マイクロバイオーム組成が生体に病原性を示すものに変化すること（dysbiosis）によって起こると考えられている。そのため，う，歯周炎の病因の解明には，マイクロバイオームの網羅的解析と，マイクロバイオーム組成の変動を引きおこす構成細菌種間の相互作用について解析することが必要である。本研究では，１６S rRNA sequencing 解析によりマイクロバイオーム構成菌種を網羅的に解析すると共に，メタゲノム解析によって，そこで機能している遺伝子を解析し，細菌組成の変動とそこでどのような遺伝子が機能しているかを解明するとともに，細菌の調節機構，細菌間相互作用の解析の結果との関連を検討する。それにより，マイクロバイオームの変動のメカニズムを解明し，歯周病をはじめとする口腔感染症を引きおこす dysbiosis のメカニズムを解明する。２．取組状況マイクロバイオーム解析については，根尖性歯周炎および慢性歯周炎の病巣からのサンプリングを行い，１６S rRNA の V３‐V４領域の sequencing による解析を行うと共に，慢性歯周炎サンプルについてはメタゲノム解析を昨年に引き続き行った。さらに本年度は，掌蹠膿疱症患者の唾液マイクロバイオームの解析を開始した。また，健常な状態の口腔マイクロバイオームについては，昨年から引き続き，小児のマイクロバイオームの経時的変化について解析を行っている。 Treponema denticolaの環境ストレスに対する応答の解析については，バイオフィルムでの dysbiosis に関わる菌種のうち T. denticola に注目し，バイオ フィルム中の環境の変化に対する本菌の応答とそれによってバイオフィルム中の細菌にどの様な影響を与えるかを明らかにすることによって，本菌が dys-biosis のプロセスで果たす役割の解明を試みた。細菌間の相互作用としては，慢性歯周炎発症に重 要な役割を果たす red complex に属す

Porphy-romonas gingivalisと T. denticola の間の共凝集につ いて検討し，共凝集の key となる付着ドメインの解析を行った。

３．本事業の成果

根尖部病巣に認められる菌種は，唾液，プラーク中のものと比較して operational taxonomic unit （OTU）数が１／４程度で非常に少なく，主要な菌種の多くは従来根尖病巣から検出されてきた菌種と一致していた。それに加え難培養性で従来根尖から検出されていなかった菌種も多数含まれていた。さらに，蜂窩織炎で認められた菌種と，局所で膿瘍を形成している部位から認められる菌種を解析すると，それぞれの病態に特徴的な菌種が認められた。歯周炎病巣部の菌叢と健常部の菌叢の解析では，Uni-Frac 解析の結果，歯周炎のマイクロバイオームと健常部のマイクロバイオームが異なっていた。慢性歯周炎の部位のマイクロバイオームには，従来歯周 病原性菌とされている菌種に加え Filifactor alocis 等の培養ではほとんど検出されない菌種も検出されていた。歯周基本治療によりこれらのマイクロバイ歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２７１

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オームは，健常部のマイクロバイオームに類似したものに変化したが，時間と共にもとのマイクロバイオームに戻るものと，改善した状態を維持するものに分かれた。現在症例を増やし，処置後の菌叢に変化について解析を行っている。新たに開始した，掌蹠膿疱症の解析では，掌蹠膿疱症の患者の唾液マイクロバイオームが健常者と異なっている可能性が認められ，現在症例を増やし精査を行っている。口腔内細菌叢は，健康な状態の維持と密接に関わっており，細菌叢が撹乱されることは齲や歯周病をはじめとする疾患発生に強く影響すると考えられる。これまで疾患の有無によって細菌叢の差異を解析する研究が多く行われてきた。しかし，口腔内細菌叢の形成過程ともいえる３歳以下の小児を対象に，細菌叢の形成の推移を経時的に解析した研究は行われておらず，この時期の食習慣や生活習慣状況が，細菌叢の形成にどの程度影響を与えるのかについても明らかではない。現在，出生直後から継続して口腔内試料を採取し，細菌叢解析を行って口腔内細菌叢の形成に影響を与えうる因子の解析を行っている。 T. denticolaの環境ストレスに対する対応としては，血清制限下では，複数の ABC transporter を code する遺伝子群と phosphoenolpyruvate syn-thase 遺伝子の発現が上昇し，走化性のレセプター 遺伝子 dmcA の発現の低下が認められていた。これ らの結果から T. denticola は，血清制限下では，ABC transporter により細胞外から栄養源の取り込みを 上昇させると共に dmcA は，血清成分の豊富な環境 下での走化性に関わっていることが明らかとなった。さらに ABC transporter については，従来報告されていた solute binding protein を持つ ABC transporter（oppA-oppF）に隣接して存在する TDE_ １０７２の code するアミノ酸配列が solute binding protein に類似しその下流の遺伝子群（TDE_１０７３‐ TDE_１０７６）も，それぞれ ABC-type dipeptide/oli-gopeptide / nickel transport system の DppB ， DppC，DppD，DppF に類似することを明らかに した。さらに，dppA の欠損は，本菌の増殖に影響 が認められないのに対し，TDE_１０７２の欠損によ り，T. denticola の増殖速度の低下が認められた。 さらにこの欠損株では，oppB-oppF の発現の増加が 認められた。これらの結果は，TDE_１０７２が，perip-lasmic solute binding protein を code し，TDE_１０７３ ‐TDE_１０７６と共に ABC-type dipeptide transport

system を形成していると考えられた。【関連業績】

雑誌論文

１．Asai T, Okamoto-Shibayama K, Kikuchi Y, Ishihara K : Characterization of a novel poten-tial peptide import system in Treponema

denti-cola. Microb Pathog １２３：４６７−４７２，２０１８．２．Harada R, Kokubu E, Kinoshita H, Yoshinari

M, Ishihara K, Kawada E, Takemoto S : Cor-rosion behavior of titanium in response to sul-fides produced by Porphyromonas gingivalis. Dent Mater ３４：１８３−１９１，２０１８．

３．Kikuchi Y, Kimizuka R, Kato T, Okuda K, Kokubu E, Ishihara K : Treponema denticola In-duces Epithelial Barrier Dysfunction in Polar-ized Epithelial Cells. Bull Tokyo Dent Coll, ５９：２６５−２７５，２０１８．

４．Tanno-Nakanishi M, Kikuchi Y, Kokubu E, Yamada S, Ishihara K : Treponema denticola transcriptional profiles in serum-restricted conditions. FEMS Microbiol Lett. ３６５，２１８，fny １７１．

５．Udagawa S, Katagiri S, Maekawa S, Takeuchi Y, Komazaki R, Ohtsu A, Sasaki N, Shiba T, Watanabe K, Ishihara K, Sato N, Miy-asaka N, Izumi Y : Effect of Porphyromonas

gingivalis infection in the placenta and umbili-cal cord in pregnant mice with low birth weight. Acta Odontol Scand, ７６：４３３−４４１，２０１８．

６．Yoshikawa K, Kikuchi Y, Kokubu E, Ima-mura K, Saito A, Ishihara K : Identification of a specific domain of Porphyromonas gingivalis Hgp４４ responsible for adhesion to Treponema

denticola. Pathog Dis, ７６，２０１８，fty ０４７． doi：１０．１０９３/femspd/fty０４７

７．Kouno M, Akiyama Y, Minabe M, Iguchi M, Nomura T, Ishihara K, Takahasi S : Dysbiosis of oral microbiota in palmoplantar pustulosis 東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ

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patients. J Dermatol Sci. ９３：６７−６９，２０１９． doi：１０．１０１６/j.jdermsci．２０１８．１２．００３

８．Homma H, Miyashima-Okada M, Nakauchi A, Osawa E, Nagai N, Sakurai A, Shintani S : Treatment of child with four lost maxillary in-cisors due to traffic injury. Bull Tokyo Dent Coll,（in Press）.

９．Kokubu E, Kinoshita E, Ishihara K : Inhibi-tory effects of lingonberry extracts on oral streptococcal biofilm formation and their bio-actibity. Bull Tokyo Dent Coll, ６０：１−９，２０１９．

総説・解説

１．Ishihara K．（２０１８）

New approach for studying mobile genes us-ing metagenomic analysis．

Oral Dis ２４：４９４−４９６．２．石原和幸（２０１８）口腔内細菌と唾液の役割診断と治療１０６：１２２９−１２３４．図書１．石原和幸，今井健一，小川知彦，落合邦康，落合智子，葛城啓彰，上西秀則，清浦有祐，古西清司，田中芳彦，中澤太，浜田信城，前田伸子（分担執筆）口腔微生物学 −感染と免疫− 第６版，１１９−１３６，３２８，３４４−３５８，学建書院東京，２０１８．２．石原和幸根面齲の細菌学根面齲の臨床戦略，杉原直樹，高柳篤史編，根面齲の臨床戦略，４７−５２，クインテッセンス出版，東京，２０１８３．石原和幸（分担執筆）歯周病に関連する細菌検査他，若林健史，小方頼昌監修聞くに聞けない歯周病治療１００，１８，７１，７２，デンタルダイヤモンド社，東京，２０１８４．櫻井敦朗，安部晴美（分担執筆）第１７章うの予防処置と進行抑制，歯科衛生士講座小児歯科学，１９０−２１０，永末書店，２０１８．学会発表１．門田枝里子，菊池有一郎，富田幸代，齋藤淳，石原和幸歯周基本治療における歯肉縁下マイクロバイオーム解析第３０５回東京歯科大学学会・例会，２０１８年６月２日東京２．吉川幸輝，喜田大智，菊池有一郎，国分栄仁，山下慶子，北村友里恵，深澤俊也，今村健太郎，石原和幸，齋藤淳

Treponema denticolaに対する Porphyromonas

gingivalisHgp４４の付着ドメインの検討

第３０５回東京歯科大学学会・例会，２０１８年６月２日東京

３．Akiyama Y, Minabe M, Ishihara K, Taka-hashi S, Kouno M, Nomura T.

Oral dysbiosis in patients with palmoplantar pustulosis．

９６th IADR/AADR/CADR General Session， July, ２５−２８，2０１８ London, England

４．Yoshikawa K, Kita D, Kokubu E, Kikuchi Y, Imamura K, Yamashita K, Kitamura Y, Fu-kazawa T, Saito A, Ishihara K.

Investigation of adhesion of Porphyromonas

gingivalisHgp４４ to Treponema denticola． ９６th IADR/AADR/CADR General Session,

July, ２５−２８，２０１８ London, England ５．桜井敦朗小児に見られる歯の形成異常第３３回日本小児歯科学会関東地方会，２０１８年１０月７日宇都宮（招待講演）６．山下慶子，北村友里恵，国分栄仁，菊池有一郎，齋藤淳，石原和幸

DNA binding protein 様遺伝子は Treponema

denticola鞭毛のスイッチングに関与する第３０６回東京歯科大学学会総会，２０１８年１０月２０日−２１日東京７．新井敬，桜井敦朗，本間宏実，永井宜子，新谷誠康乳幼児における口腔内細菌叢の確立までの経時的解析第３０６回東京歯科大学学会総会，２０１８年１０月２０歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２７３

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日東京８．新井敬，桜井敦朗，本間宏実，永井宜子，新谷誠康乳幼児の口腔内細菌叢の出生時からの経時的変化第５６回日本小児歯科学会，２０１８年５月１１日大阪

９．Kitamura Y, Yamashita K, Kikuchi Y, Fuka-sawa T, Saito A, Ishihara K.

Characterization of a novel DNA binding pro-tein of Treponema denticola．

６６th Anual meeting of JADR. November １７− １８，２０１８ Sapporo 機械感受性陽イオンチャネルと 硬組織形成機能連関： in Vitro to Vivo システムアプローチ 研究代表者澁川義幸（東京歯科大学・生理学講座）研究分担者木村麻記（東京歯科大学・生理学講座），東川明日香（東京歯科大学・生理学講座），小野堅太郎（九州歯科大学・健康増進学講座生理学分野），人見涼露（九州歯科大学・健康増進学講座生理学分野），山本仁（東京歯科大学・組織発生学講座），村松敬（東京歯科大学・保存修復学講座）１．研究の概要機械感受性陽イオンチャネル（MSCs）は機械刺激の受容と感覚の発現のみならず，細胞増殖や細胞分化過程に関連している。また，MSCs は体性感覚における触覚や機械疼痛（接触痛），歯痛受容機構にも関与している。本申請研究では，平成２９年度に骨芽細胞やセメント芽細胞における MSCs 発現に加えて，ニューロンにおけるこれらの発現を検討してきた。そこで平成３０年度には，研究をさらに進展させ，１）外的刺激に応じた硬組織形成能に対する MSCs の役割を“in Vitro/Vivo”で明らかするこ と，２）口内炎モデルラットを用いた接触痛に関与 する MSCs の関与を検討すること，３）in Vivo に おける象牙芽細胞の感覚受容獲得時期を MSCs 発現を指標に明らかにすること，４）ヒトセメント芽細胞に荷重や細胞外 pH 変化刺激を加えた際の細胞増殖，組織形成関連遺伝子の変化を検討すること，を目的とした。２．取組状況以下の研究について取り組んでいる。１）硬組織形成を担う骨芽細胞の機械感受性陽イオンチャネル（MSCs）の発現機能解析骨芽細胞にガラス管微小電極で機械刺激を加えることで活性化する MSCs を細胞内カルシウムイオン濃度計測で検討し，その機能特性および薬理学的特性を解析する。２）MSCs を活性化する硬組織形成促進物質のスクリーニング硬組織形成を促進すると考えられる物質を持続的に作用させた際の硬組織形成能を石灰化機能解析で明らかにする。３）硬組織形成細胞とニューロン，およびニューロン同士の神経性連絡の解明硬組織形成細胞への機械刺激は，ニューロンと神経性連絡を確立する事が明らかになっている。一方で，ニューロンの興奮にともなう逆方向性の神経性連絡（ニューロン終末から放出される神経ペプチドによる硬組織形成細胞への伝達）あるいはニューロン同士の連絡は，未だ明らかではない。そこで，ニューロンの MSCs を介する機械感受性解析と，引続く神経性連絡を明らかにする。４）機械感受性チャネルの活性化は，細胞外へ ATP やグルタミン酸を放出することで，自己分泌性・傍分泌性に周囲の硬組織形成細胞とネットワークを形成する。そこで，これら細胞間連絡因子による細胞内 Ca２＋ストアからの Ca２＋放出と，引き続く store-operated Ca２ entry を検討した。５）Ca２能動輸送体活性化による硬組織形成機能を解析する。 ６）外的刺激を加えた際の硬組織形成能の in Vivo 解析硬組織に外的刺激を与えた際の疼痛行動を評価する。今後，外的刺激に伴う硬組織形成量を評価するためのモデルラットとしての有用性を評価する。７）これまでの研究から矯正ワイヤーによる傷害性東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２７４

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粘膜炎には TRPV４チャネルが，抗がん剤による増悪口内炎には TRPA１チャネルが接触痛に関与していることを報告していた。今回は，アフタ性口内炎に症状が近いモデルを作製し，その接触痛に関して関与する MSCs を検討した。８）象牙芽細胞の感覚受容機能の発現には TRPV ４チャネル，TRPA１チャネル，pannexin１（PANX ‐１）チャネルが重要な役割を演じていることが報告されていることから，これらのチャネルの存在について免疫組織学的に検索した。また感覚受容機能の発現には象牙芽細胞の近くに神経線維が存在することが必要であることから，神経線維の存在について抗 neurofilament（NF）抗体による免疫組織学的検索を行った。なお象牙芽細胞については抗 dentin sia-loprotein（DSP）抗体による免疫組織化学により分化状態を確認した。本取組みの第一段階として，歯の発生が最初に行われる歯冠の象牙芽細胞について，ヒトと同じ有根歯であるラット下顎第一臼歯歯胚を材料として発生学的に検索した。９）ヒトセメント芽細胞に荷重や細胞外 pH 変化刺激を加えた際の細胞増殖，組織形成関連遺伝子の変化の検討を行った。以上の研究結果から，外的機械刺激にともなう硬組織形成のイオンチャネル機能連関が明らかになり，MSCs を標的とする硬組織形成促進薬剤の開発を目指したい。３．本事業の成果１）マウス骨芽細胞様細胞に，機械刺激を与えると MSCs 選択的抑制薬および Gd３＋感受性の細胞内 Ca２＋濃度増加を誘発した。この結果から骨芽細胞には，MSCs が機能的に発現していることが示された。２）硬組織形成細胞に，ある物質を投与したところ石灰化に変化が見られた（非公開）。３）三叉神経節ニューロンに Gd３＋感受性 MSCs が発現していた。その活性化は，拡散可能な物質の放出を誘発し，周囲のニューロンとのネットワークを構成していると示唆された。４）象牙芽細胞の細胞膜受容体活性化は，Ca２＋ストアからの Ca２＋放出を誘発した。この放出は，ストア内の Ca２＋_{を枯渇させ，結果として Ca}２＋ release-activated Ca２＋チャネルを介した細胞内 Ca２＋流入を誘発した。５）Ca２＋能動輸送体である Ca２＋ -ATPase（PMCA）および Na＋ -Ca２＋交換体（NCX）を抑制すると石灰化に変化が生じた。したがって，PMCA と NCX による細胞外への Ca２＋排出が石灰化に関与することが示された。６）歯痛発生モデルラットを開発し，刺激を与えた時の疼痛行動をスコア化し評価した。いくつかの薬剤（材料 A，薬 B，薬 C，薬 D）の投与・適用は，疼痛行動を有意に抑制した。７）選択的 TRP チャネル拮抗薬の投与より， TRPV１，TRPA１，TRPV４すべてのチャネルが接触痛に関与することが明らかとなった。過去の報告と合わせると，接触痛は口内炎の種類により関与する MSCs，またその組み合わせが異なることが明らかとなった。８）歯乳頭から分化したばかりの未熟な象牙芽細胞は抗 DSP 抗体，抗 TRPV４抗体，抗 TRPA１抗体，および抗 PANX‐１抗体に対する陽性反応は観察されないが，象牙芽細胞の分化が進み，象牙質基質が石灰化するにつれて陽性反応が観察されるようになった。抗 NF 抗体に対する陽性反応は，抗 TRP 抗体と抗 PANX‐１抗体に対する陽性反応より遅れて認められた。以上の所見から，象牙芽細胞の感覚受容機能は象牙質形成能より遅れて発現することが示唆された。９）セメント芽細胞に荷重を加えた際には細胞増殖には差はみられないものの，細胞形態が平坦化し，硬組織形成遺伝子が低発現となることが明らかとなった。このことからセメント芽細胞は荷重により石灰化を抑制していることが示唆された。細胞外 pH 変化を加えた際には細胞増殖・ALP 活性が有意に亢進した。【関連業績】雑誌論文

１．Sato M, Ogura K, Kimura M, Nishi K, Ando M, Tazaki M, Shibukawa Y : Activation of mechanosensitve TRP/Piezo channels in odontoblasts generates action potentials in co-cultured IB４-negative medium-sized trigemi-nal ganglion neurons. J Endod, ４４：９８４−９９１，２０１８．doi：１０．１０１６/j.joen. ２０１８．０２．０２０．歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２７５

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２．Kimura M, Nishi K, Higashikawa A, Ohyama S, Sakurai K, Tazaki M, Shibukawa Y : High pH-sensitive store-operated Ca２＋

entry medi-ated by Ca２＋

release-activated Ca２＋

channels in rat odontoblasts. Front Physiol, ９：４４３，２０１８．doi：１０．３３８９/fphys．２０１８．００４４３．３．Terashima R, Kimura M, Higashikawa A,

Ko-jima Y, Ichinohe T, Tazaki M, Shibukawa Y : Intracellular Ca２＋

mobilization pathway via bradykinin B１ receptor activation in rat trigeminal ganglion neurons. J Physiol Sci, ６９：１９９−２０９，２０１９. doi：１０．１００７/s１２５７６−０１８

−０６３５−３

４．Muramatsu T, Kashiwagi S, Ishizuka H, Mat-suura Y, Furusawa M, Kimura M, Shibukawa Y : Alkaline extracellular conditions promote the proliferation and mineralization of a hu-man cementoblast cell line. Int Endod J, ５２：６３９−６４５，２０１９. doi：１０．１１１１/iej．１３０４４５．Nodai T, Hitomi S, Ono K, Masaki C, Harano

N, Morii A, Sago-Ito M, Ujihara I, Hibino T, Terawaki K, Omiya Y, Hosokawa R, Inenaga K : Endothelin-１ Elicits TRP-Mediated Pain in an Acid-Induced Oral Ulcer Model. J Dent Res, ２０１８ Jul；９７⑻：９０１−９０８．doi：１０．１１７７ /００２２０３４５１８７６２３８１．Epub ２０１８ Mar ８. Pub-Med PMID：２９５１８３４８．総説・解説１．澁川義幸，木村麻記，東川明日香，小倉一宏，望月浩幸，河野恭介，安藤正之，西孝一，櫻井薫「美味しく食べる」をサポートする味覚の科学第一回：機能解剖学的視点から見た味覚日本歯科評論，７８⑺：１４９−１５３，２０１８．２．澁川義幸，木村麻記，東川明日香，大山定男，大房航「美味しく食べる」をサポートする味覚の科学第二回：私たちの体を守り維持する味覚の機能日本歯科評論，７８⑻：１５３−１５７，２０１８．図書１．澁川義幸口腔顎顔面痛の神経生理，In：口腔外科のレベルアップ＆ヒント（片倉朗編著），デンタルダイヤモンド社，２０１９，pp．４８−４９．学会発表１．鎌田聡仁，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，山下秀一郎ヒト由来セメント芽細胞の電位依存性イオンチャネル発現第３０５回東京歯科大学学会例会，２０１８年６月２日東京２．西孝一，望月浩幸，木村麻記，東川明日香，大山定男，大房航，隝田みゆき，安藤正之，河野恭佑，櫻井薫，澁川義幸象牙質形成の神経性制御：象牙芽細胞における store-operated Ca２＋ entry（SOCE）第１７回釧路ニューロサイエンスワークショップ，平成３０年６月２９日釧路市

３．Satou R, Kimura M, Ishizuka Y, Suzuki S, Shibukawa S, Sugihara N．

Light Conditions Affect Rhythmic Expression of Ano１ in Submandibular Glands．

９６th General Session & Exhibition of the IADR, IADR PAN EUROPEAN REGIONAL CONGRESS, July ２５−２８，２０１８ London, UK ４．Kimura M, Higashikawa A, Ohyama S,

Mo-chizuki H, Kouno K, Ando M, Tazaki M, Shibukawa Y.

Activation of Gs-protecoupled receptors in-creases intracellular cAMP level in Odon-toblasts．

９６th General Session & Exhibition of the IADR, IADR PAN EUROPEAN REGIONAL CONGRESS, July ２５−２８，２０１８ London, UK ５．木村麻記，東川明日香，大山定男，大房航，隝田みゆき，黒田英孝，望月浩幸，安藤正之，河野恭佑，澁川義幸象牙芽細胞において Gs タンパク質共役型受容体活性化は細胞内 cAMP レベルを増加する第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２７６

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６．永井佐代子，東川明日香，大山定男，大房航，望月浩幸，安藤正之，河野恭祐，木村麻記，澁川義幸，片倉朗骨芽細胞の機械感受性イオンチャネル発現第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市７．鎌田聡仁，東川明日香，木村麻記，井上博之，大山定男，大房航，澁川義幸，山下秀一郎ヒト由来セメント芽細胞の電位依存性イオンチャネル発現第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市８．井上博之，黒田英孝，大山定男，大房航，永井佐代子，鎌田聡仁，東川明日香，木村麻記，澁川義幸，一戸達也三叉神経節ニューロンにおける P２X７受容体 −パネキシンチャネルカップリング第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市９．東川明日香，木村麻記，隝田みゆき，大房航，大山定男，安藤正之，河野恭佑，望月浩幸，澁川義幸新生仔ラット三叉神経節細胞における機械刺激受容第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市１０．大山定男，人見涼露，東川明日香，大房航，望月浩幸，安藤正之，河野恭佑，黒田英孝，木村麻記，小野堅太郎，渋川義幸象牙質痛は象牙芽細胞と歯髄ニューロンの神経性伝達で生じる第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市１１．佐藤涼一，木村麻記，石塚洋一，鈴木誠太郎，澁川義幸，杉原直樹光刺激がラット顎下腺末梢時計と Aqp５および Ano１発現リズムに与える影響第３０６回東京歯科大学学会例会，平成３０年１０月２０−２１日東京１２．田中亜生，澁川義幸，石川昂，北村啓，田雅和，山本仁，新谷誠康象牙芽細胞の感覚受容器に関する免疫組織学的研究第３０５回東京歯科大学学会例会，平成３０年６月２日東京１３．田中亜生，新谷誠康，山本仁，石川昂，北村啓，澁川義幸，阿部伸一，山本将仁象牙芽細胞の感覚受容機能発現に関する発生学的研究∼免疫組織化学と RT-qPCR による解析∼ 第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市１４．田中亜生，石川昂，山本仁，新谷誠康象牙芽細胞の感覚受容器に関する発生学的研究 ∼免疫組織化学と定量化∼ 日本小児歯科学会第３６回北日本地方会・第３３回関東地方会合同大会，平成３０年１０月６−７日宇都宮市１５．石塚久子，三友啓介，古澤成博，村松敬アルカリ環境下でのヒトセメント芽細胞の反応第１４７回日本歯科保存学会平成２９年１０月２６− ２７日盛岡市招待講演１．Shibukawa Y．

Odontoblast Hydrodynamic Receptor Theory．９６th General Session & Exhibition of the

IADR, IＡDR PAN EUROPEAN REGIONAL CONGRESS, July ２５−２８２０１８ London, UK ２．澁川義幸象牙質における温度−機械刺激変換：象牙質／歯髄複合体に生じる歯痛の分子細胞メカニズム新学術領域研究共催シンポジウム：温度生物学が織りなす生理機能第６０回歯科基礎医学会学術大会，平成３０年９月５−７日福岡市３．澁川義幸口腔機能に対する唾液の重要性シンポジウム１：消化吸収の生理，第４９回日本消化吸収学会総会，平成３０年１１月１７日千葉市歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２７７

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Ⅱ．新たなアプローチによる臨床研究

変形性顎関節症の軟骨破壊に対する性ホルモンと 機械的刺激の作用機序の解明 研究代表者石井武展（東京歯科大学・歯科矯正学講座）研究分担者大竹智久（東京歯科大学・歯科矯正学講座），崔大煥（東京歯科大学・歯科矯正学講座），石川宗理（東京歯科大学・歯科矯正学講座），末石研二（東京歯科大学・歯科矯正学講座），渡邊章（東京歯科大学・顎顔面口腔外科学講座），斎藤力（東京歯科大学・顎顔面口腔外科学講座），石塚洋一（東京歯科大学・衛生学講座），天野克比古（大阪大学・大学院歯学研究科顎口腔病因病態制御学講座顎口腔疾患制御学），長尾雅史（順天堂大学・整形外科学講座），西村壽晃（東北大学・大学院歯学研究科，東北大学・病院顎口腔機能治療部）１．研究の概要加速している高齢化を見越したロコモティブシンドロームの予防は，現在の骨代謝研究分野だけでなく国家政策としても注目を浴びている。その原因疾患として変形性関節炎が注目されており，顎関節の変形性関節炎の一種と言われている進行性下顎頭吸収が平成２３年度より国の指定難病とされた。現在，様々な解析が行われているが，何故このように下顎頭吸収や変形が起こるのかの機序や原因を詳細に解析した報告は少ない。そこで我々は，この疾患の性差が男女比１：１０で女性に著しく多いことに注目し，性ホルモン分泌異常と不正咬合や矯正治療などの外力が相乗効果でこの疾患を惹起させるのではないかと仮説をたてた。月経不順や閉経等を想定した性ホルモン分泌異常と顎関節に機械的刺激を与えたマウスモデルを作製し，分子病態学的な解析手法を用いて変形性顎関節症の軟骨破壊に対する性ホルモンと機械的刺激の作用機序の解明を行うことを目的とした。２．取組状況機械的刺激と性ホルモン欠如の下顎頭形態変化への影響を，マウス（C５７BL／６J）の顎関節に対し，持続的に機械的刺激を与えるための装置を装着した。性ホルモン欠如モデルとして，雌性マウスでは卵巣を切除し雄性マウスでは精巣を切除した。性ホルモン欠如による影響の評価は，大腿骨におけるマイクロ CT を用いた骨構造解析により確認を行い，高代謝回転型の骨粗鬆症を惹起していることを確認した。下顎頭の変形については，マイクロ CT 画像による観察および組織標本を用いて評価を行った。組織標本は HE 染色，サフラニン‐O 染色，TRAP 染色などの一般染色による解析を行った。また，アグリカン分解酵素である ADAMTs‐５とコラーゲン分解酵素である MMP１，１３，１４およびヒアルロン酸分解酵素である HYBID の免疫染色を行い軟骨破壊に関しても評価を行った。さらに血清を採取し血清中の性ホルモン（androgen および estrogen）および炎症性サイトカイン（IL‐１β および TNF‐α）については ELISA 法を用いて評価を行った。３．本事業の成果１）機械的刺激を与える新しい装置の設計マウスの顎関節に対し，持続的に機械的刺激を与えるための装置の検討を行った。使用する装置は，閉口時に下顎を後方に誘導し顎関節に機械的刺激を与えられるように，上顎門歯口蓋側に斜面状の装置を設計した。装置の材質としては，摩耗・脱離等により与えられる機械的刺激にばらつきが出ないように金属製のメッシュボンディングベース（歯列矯正アタッチメント；トミー株式会社製）を選択し，上顎門歯にコンポジットレジンにて接着を行った。装置装着後の飼育期間は，性腺切除後の性ホルモンの骨への影響を考慮し４週間とした。今回設計した装置を使用することで，摩耗や脱離，体重減少による衰弱を起こすことなく４週間の飼育ができるようになり，マウス顎関節に対し持続的に機械的刺激を与えることが可能となった。２）性ホルモンが全身へ及ぼす影響の検討性腺を切除することにより性ホルモンが欠如していることを確認するために血清中の性ホルモン量を測定した結果，雌性マウスでは卵巣を切除し雄性マウスでは精巣を切除した場合において，副腎での性東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２７８

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ホルモン合成を鑑みても著しく減少していることが証明された。さらに，大腿骨の骨構造解析の結果，大腿骨における骨梁は細くさらに数が減少し，骨密度は減少した。このことより，性腺切除により血清中の性ホルモンが減少すると高代謝回転型の骨粗鬆症になっていることが証明された。３）性ホルモンと機械的刺激が顎関節へ及ぼす影響の検討性ホルモンと機械的刺激の顎関節への影響を検討するために，装置も性腺切除手術もしない群，門歯に装置のみをつける群，性腺切除手術のみする群，門歯に装置をつけ性腺切除手術もする群の４群でさらに雌雄を分け合計８群（各群５匹）で比較検討を行った。顎関節部の形態変化は，マイクロ CT 画像及び組織標本を用いて確認を行った。その結果，装置も性腺切除手術もしない群をコントロールとした場合に，性腺切除手術のみする群では石灰化層直下の部分に破骨細胞の集積がコントロールに比べ多く認められたが，軟骨細胞層の破壊などは認められなかった。門歯に装置のみをつける群では雌雄を問わず，軟骨細胞層に限局した幅径の減少が認められた。門歯に装置をつけ性腺切除手術もした群では，重度の軟骨細胞層の破壊と骨の破壊により下顎頭の吸収が認められると推測したが，雌雄問わず実際には軟骨細胞層の破壊は認められるものの，骨棘に類似した骨の過剰増殖所見を認めた。全ての門歯に装置をつけた群で血清中の炎症性サイトカインの増加が認められた。組織切片より軟骨破壊酵素の免疫染色所見では，機械的刺激により酵素が多く発現し，性ホルモンの欠如によりさらに酵素の分泌が加速することが示唆された。破骨細胞についても TRAP 陽性細胞が機械的刺激により増加し，さらに性ホルモン欠如により，より増加することを認めた。仮説としては，機械的刺激と性ホルモンが欠如することにより破骨細胞の分化が活性化し，軟骨細胞層の滑膜側からの破壊と石灰化層からの吸収により変形性顎関節症が発症していると考えていたが，実際には軟骨細胞層の破壊は惹起されるものの骨組織の過剰増殖により下顎頭が変性していることが認められた。通常であれば，性ホルモンが欠如した場合に，骨芽細胞は骨形成を抑制する方向へ向かい，破骨細胞が過剰に分化することにより骨吸収に向かうはずである。しかしながら，本研究成果は軟骨組織に対しては予測と一致したが，骨組織に対しては予測に反する興味深い結果となった。この結果を踏まえて現在，門歯に装置をつけ性腺切除手術もした群に対してホルモンペレットを補充投与して経過を観察しており，現時点での成果としては変形が抑制される結果となった。そこで我々は，門歯に装置をつけ性腺切除手術もした群の変形した下顎頭を切除し，そこから抽出した RNA からマイクロアレイ法や RNA seq などの網羅解析や GO 解析を行い，性ホルモン欠如および機械的刺激により増減している遺伝子を検索し変形性顎関節症における新たな原因遺伝子を探索したいと考えている。そこで見つかった新規遺伝子から本疾患の病態メカニズムの解明および予防や治療薬の候補を見つけ出したいと考えている。４）本年度のまとめとしては，機械的刺激と性ホルモン（androgen および estrogen）の欠如が組み合わさることで顎関節の軟骨破壊を加速させ，骨組織が異常増殖することによる変形性顎関節の発生に関与していることが示唆された。また，性ホルモンが欠如し，さらに機械的刺激が下顎頭に加えられたとしても性ホルモン補充により変形性顎関節症の予防に役立つことが示唆された。【関連業績】学会発表１．大竹智久，崔大煥，亀井宏和，永井航平，石井武展，末石研二顎関節 OA 発症におけるメカニカルストレスと性ホルモンの関連について第７７回日本矯正歯科学会学術大会，２０１８年１１月１日横浜市 加齢により咀嚼筋はサルコペニアに陥るのか？ 研究代表者片倉朗（東京歯科大学・口腔病態外科学講座）研究分担者平野浩彦（東京都健康長寿医療センター・歯科・口腔外科），櫻井薫（東京歯科大学・老年歯科補綴学講座），上田貴之（東京歯科大学・老年歯科補歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２７９

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綴学講座），阿部伸一（東京歯科大学・解剖学講座），山本将仁（東京歯科大学・解剖学講座）１．研究の概要本研究は，老化による咀嚼筋の形態学的，分子生物学的な変化を観察することで咀嚼筋に狭義なサルコペニアが認められるかを探索することが目的である。今回は１２週齢（若年期），４０週齢（老齢期），５５週齢（老齢後期）の老化促進モデルマウス（SAMP８）の咬筋を用いる。形態学的変化は筋線維横断面積， MHC の構成比率（速筋線維）で比較し，分子生物学的にはキャピラリー電気泳動−質量分析法（CE-MS 法）でメタボローム解析を行い，老化における咬筋の関連代謝物を同定する。また，下肢の筋肉として長趾伸筋でも同様に解析を行い咬筋と比較することで，咬筋と長趾伸筋の筋萎縮の時期の相違や咬筋に特徴的な動向を示す代謝経路とその代謝関連物質を同定する。この研究の成果は口腔領域おけるフレイルの予防や早期発見に貢献できると考えている。２．取組状況形態学的変化の観察は咬筋で終了し，既に報告している。また，分子生物学的には前年度までに１２週齢（若年期）と４０週齢（老齢期）の咬筋，長趾伸筋を採取して，キャピラリー電気泳動−質量分析法（CE-MS 法）でメタボローム解析を行った。本年度は５５週齢（老齢後期）までの飼育が終了し，同様に咬筋と長趾伸筋の採取を行った。メタボローム解析に関しても現在行っている。今後は解析終了後に週齢間ならびに筋肉間で比較検討を行い，学会発表を予定している。３．本事業の成果老化促進モデルマウス（SAMP８）の咬筋に老化による形態学的変化が起きていることまで明らかにした（Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology，３０；４４−４８，２０１８）。

また，SAM 咬筋の筋萎縮は４０週齢までに起こり，その後に収縮特性の変化が起こることが示唆された。メタボローム解析は現在，５５週齢（老齢後期）の咬筋で，長趾伸筋で実施しており，解析中である。【関連業績】雑誌論文

１．Hoshino T, Yamamoto M, Kasahara K, Katakura K : Comparison of age-related mor-phological changes in the masseter muscles of senescence-accelerated mouse（SAM）. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol，３０：４４−４８，２０１８． 顎変形症疾患特異的 QOL 尺度 OQLQ 日本語版 の開発と信頼性ならびに妥当性の評価 研究代表者立木千恵（東京歯科大学・歯科矯正学講座）研究分担者小林正治（新潟大学・大学院医歯学総合研究科組織再建口腔外科学分野），櫻井奈苗（新潟大学・大学院医歯学総合研究科組織再建口腔外科学分野），長谷部大地（新潟大学・大学院医歯学総合研究科組織再建口腔外科学分野），末石研二（東京歯科大学・歯科矯正学講座），山本雅絵（東京歯科大学・口腔病態外科学講座）１．研究の概要近年，Quality of Life（QOL）が患者立脚型アウトカムの１つとして定量化できるとの認識が定着し，スタンダードな QOL 尺度とともに疾患特異的 QOL 尺度が開発されている。しかし，顎変形症の疾患特異的 QOL 尺度として開発された Orthog-nathic Quality of Life Questionnaire（OQLQ）は日本語版が作成されておらず，原作者に日本語版作成の許可を求めたところ快諾を得たことから，OQLQ 日本語版の開発を開始した。OQLQ 解析結果の国際比較を行うためには言語等価性が重要となることから，本研究では OQLQ 日本語版の開発とともに妥当性ならびに信頼性について検討し，オリジナル版と同等の測定ができるかを検証する。日本語版 OQLQ の作成手順としてまず，医学的知識を持つ２名の翻訳担当者が，オリジナル版 OQLQ の日本語訳をそれぞれ別々に作成した後，東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２８０

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協議しながら両者の訳を統一させ，次に作成した日本語訳の逆翻訳を，翻訳専門会社に依頼し，ネイティブチェックを依頼する。日本語版の翻訳の質および表現の適切さの評価，内容的妥当性や実施可能性の評価を目的に，協力の同意が得られた顎変形症患者を対象にパイロットテストを行い，その結果を原作者と協議のうえ，作成した日本語版 OQLQ の妥当性ならびに信頼性の評価を行って完成となる。２．取組状況これまでに新潟大学医歯学総合病院口腔再建外科にて，オリジナル版 OQLQ から日本語版 OQLQ 案を作成し，パイロットテストでの検証を行った。パイロットテストの目的は日本語版 OQLQ 案における潜在的な問題点を検出することである。この過程を経ることにより日本語版 OQLQ の質が向上し，多施設での共同研究にも使用が可能となる。パイロットテストの対象は新潟大学医歯学総合病院口腔再建外科を受診し，研究内容を説明して同意を得られた顎変形症患者２１名（男性２名，女性１９名，平均年齢は２０±９歳）とし，日本語版 OQLQ 案に回答してもらい，各構成要素の合計点を算出して評価した。同時に包括的な健康関連 QOL 尺度である日本語版 SF‐８にも回答してもらい，その関連性についても検討した。３．本事業の成果パイロットテストでは，被験者からは，日本語版 OQLQ 案の設問文に対する疑問や違和感等は指摘されなかった。また，各構成要素の合計点数は① So-cial aspects of deformity：１７．７±５．９点，② Facial aesthetics：１４．４±４．４点，③ Oral function：７．５± ３．７点，④ Awareness of dental deformity：７．８±

３．７点であり，各構成要素に大きなばらつきは認めなかった。日本語版 OQLQ 案と SF‐８の相関関係を見てみると，弱いながらも多くの項目で相関関係を認めたことから顎変形症と全身状態の間には関連性があることが推測された。【関連業績】雑誌論文１．菅谷歌織，立木千恵，阿部玲子，西井康，末石研二：矯正治療に対する各治療段階の患者の認識について−アンケートによる横断的調査−．歯科学報，１１８：３１７−３２５，２０１８．２．阿部玲子，立木千恵，菅谷歌織，西井康，山本雅絵，高木多加志，末石研二：顔面非対称と骨格性下顎前突症の各治療段階における口腔関連 QOL の比較．歯科学報，１１８：４０１−４０８，２０１８．学会発表１．長谷部大地顎変形症患者の QOL 評価と外科的矯正治療の適応基準第６３回日本口腔外科学会学術大会２０１８．１１．３千葉市 メカノバイオロジーに基づいたデジタルファブ リケーションシステムの構築 研究代表者松永智（東京歯科大学・解剖学講座）研究分担者矢島安朝（東京歯科大学・口腔インプラント学講座），高野直樹（慶應義塾大学・理工学部），田坂彰規（東京歯科大学・パーシャルデンチャー補綴学講座），阿部伸一（東京歯科大学・解剖学講座），小髙研人（東京歯科大学・歯科放射線学講座）１．研究の概要本研究は，力学機能を付加した顎顔面領域における治療予測を実現することを目的として，工学的手法に基づいた生体組織および材料の定量解析・データベース作成を行い，実データに裏打ちされたデジタルファブリケーションのプラットフォームを構築することを目的とする。 ①サイナスリフトにおける上顎洞粘膜挙上時の微細感覚シミュレーション上顎におけるインプラント手術の一つである上顎洞底挙上術に着目し，挙上時の微細な感覚を再現しシミュレートするため，上顎洞粘膜の力学強度試験を行った後，シミュレータにパラメータを導入する。 ②金属３D プリンタを用いた三次元造形物の造形条件による形状および精度検証金属３D プリンタを用いて作製したスキャフォー歯科学報 Vol．１１９，No．４（２０１９）２８１

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ルドに対して，マイクロ CT 撮像および破壊試験を行い，元の STL データに対する精度検証と力学強度を検討する。２．取組状況慶應義塾大学理工学部の高野教授らとともに，ヒト上顎洞粘膜の伸展試験（口腔インプラント治療時に行われるサイナスリフト時の感覚をシミュレートするための基礎研究），金属３D プリンタを用いて作製した三次元造形物の精度検証と力学強度試験を行い，成果発表・論文投稿を行ってきた。本年は，前年に行った上顎洞粘膜の伸展試験を継続するとともに，粘膜と上顎骨の間に骨造成を促進する補填材を介在させたうえで行う伸展試験を追加して行った。また，金属３D プリンタの精度検証と力学強度試験は，全長２６mm（幅１mm，間隔４mm の立方体の組み合わせ）のスキャフォールド６８個を３社にて作製し，当大学のマイクロ CT にて撮像を完了，慶應義塾大学と共同で精度検証と力学強度試験を行った。これに加えて，歯科用造形（クラスプおよびパーシャルデンチャーの金属床）を作製（n＝２０）し，効率化，高精度化のための独自テクニック開発を行った。３．本事業の成果上顎洞粘膜の研究については，新鮮遺体の確保に時間を要するため試料数５の確保には至らなかったが，研究そのものは順調に行われた。伸展試験は，通常の上顎洞粘膜の伸展と骨補填材を介在させた状態での伸展結果の双方をすべてデジタルデータとして取得しており，慶應義塾大学で解析を行い，日本機械学会で発表を行った。現在，複数の論文を執筆中である。金属３D プリンタの精度検証と力学強度試験については，成果の一部をすでに学術論文として発表しており，残る研究成果についても投稿中である。さらに引き続き，サポート部分の形状による造形物の形状比較に取り組んでおり，作製が終了した試料についてマイクロ CT 撮像は終了し，解析結果を日本機械学会で発表した。今後，歯学，工学の両軸から論文を作成する予定である。【関連業績】雑誌論文

１．Sugahara K, Katsumi Y, Koyachi M, Koyama Y, Matsunaga S, Odaka K, Abe S, Takano M, Katakura A : Novel condylar repositioning method for ３D-printed models. Maxillofac Plast Reconstr Surg, ２０１８．doi：１０．１１８６/s ４０９０２−０１８−０１４３−７

２．Furukawa T, Matsunaga S, Morioka T, Nakano T, Abe S, Yoshinari M, Yajima Y : Study on bone quality in the human mandible Alignment of biological apatite crystallites J Biomed Mater Res B Appl. Biomater, １０７：８３８−８４６，２０１９．

３．Hirouchi H, Shimoo Y, Matsunaga S, Yamamoto M, Kitamura K, Odaka K, Kore-sawa K, Yanagisawa N, Sakiyama K, Takayama T, Hayashi K, Chang WJ, Abe S : Morphological study on the fibula in japanese : Basic anatomical study for Maxillofacial recon-struction. J Hard Tissue Biol, ２７：２８７−２９４，２０１８．４．高野直樹，瀧澤英男，伊藤幸太，小髙研人，松永智，阿部伸一：３D プリンティング技術により積層造形されたアルミ合金ラティス構造の圧縮特性に関する研究．材料：６８：３５１− ３５７，２０１９．

５．Tasaka A, Matsunaga S, Odaka K, Ishizaki K, Ueda T, Abe S, Yoshinari M, Yamashita S, Sakurai K : Accuracy and retention of den-ture base fabricated by heat curing and addi-tive manufacturing. J Prosthodont Res, ６３：８５ −８９，２０１９．図書１．松永智，阿部伸一，橋本正次，井出吉信口腔解剖学第２版（分担執筆），２０１８ p．５−１７，１８−３０，９４−１２０，２０２−２０７．医歯薬出版，東京学会発表１．小髙研人，是澤和人，松永智，阿部伸一インプラント周囲骨における骨質特性の分析第３０５回東京歯科大学学会・例会プログラム，東京歯科大学口腔科学研究センターワークショップ２８２