Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College,

Available from http://ir.tdc.ac.jp/

Title歯周炎実験モデル作製の試み : Novel experimental

model for periodontitis

Author(s) 山本, 仁

Journal 歯科学報, 114(2): 104-107

URL http://hdl.handle.net/10130/3259

Right

疾病の発症，進行，治癒は該当する組織や細胞のみならずそれらをとりまく生体内の環境の影響を受ける。そのため疾病に関する臨床的あるいは基礎的研究は組織や細胞の培養による研究のほかに，研究対象となる疾病を有する動物を用いた実験が必要である。これまでに様々な疾病に対する動物実験モデルが開発されてきた１－５）。近年では特定の遺伝子の改変，あるいは欠損により発症させるモデルも利用されるようになっている６－９）。

歯 周 炎 は Aggregatibacter actinomycetemcomitans（AA）や Porphyromonas gingivalis（PG）といった歯周病原性細菌の感染による疾患であり，歯肉炎と決定的に異なるのは歯槽骨の吸収を伴っていることである。歯肉炎や歯周炎を含めた歯周病は世界的にみても一般的な疾病であり１０），我が国においても歯を喪失する大きな原因となっている１１）。これらの理由により歯周病，特に歯槽骨の吸収を伴う歯周炎に関する研究が行われており，実験動物や歯周炎の誘発法により数多くの歯周炎実験モデルが報告されている１２－２８）。

歯周炎に関する研究の実験動物としてはこれまでにサル１３，１４），イヌ１２，１６），ラット１５，１８）やマウス２２，２５）など

が用いられてきた。サルやイヌでは歯周炎の発生，進行過程がヒトと類似しているという利点があるが，扱いが難しく，また飼育設備などにより実験匹数の制約を受ける。特にサルのような霊長類を実験動物として使用することは倫理上の問題も大きい２７）。一方，一般的に実験動物として用いられることの多いラットやマウスは歯周組織が炎症に対して抵抗性をもつものの，サルやイヌと比較して扱いが容易で，実験匹数を確保できるという利点がある２７）。その為，最近ではラットやマウスが使用されることが多くなっている。歯周炎の誘発法には AAや PGといった歯周病原性細菌の播種１８，１９，２１，２２，２５，２６），金属ワイヤーあるいは絹糸を歯頸部に結紮する方法１５，１７，２３，２４，２８）が用いられている。しかし歯周炎病原性細菌により歯周炎を惹起する場合，培養機器を始めとした細菌学的な施設や機材が必要となる。また前述のようにラットやマウスは元々歯周組織が炎症に対して抵抗性を有しているので（正確な誘発成功率は発表されていないが），歯周病原性細菌の播種では歯周炎の誘発率に問題があるように思われる。一方金属ワイヤーや絹糸の結紮法で歯周炎を誘発する場合，下顎では頬や舌といった解剖学的な制約を受

教育ノート

歯周炎実験モデル作製の試みNovel experimental model for periodontitis

山本 仁 東京歯科大学口腔超微構造学講座 教授（歯科医学教育開発センター兼任）略歴 １９８８年東京歯科大学卒業，１９９２年東京歯科大学大学院歯学研究科修了（博士（歯学）），東京歯科大学研究助手，岩手医科大学歯学部助手，新潟大学歯学部助手，日本大学松戸歯学部講師，東京歯科大学講師を経て２０１２年より現職。研究テーマ：歯と歯周組織を含む顎顔面口腔領域の構造の発生・再生 趣味：水族館巡り

Hitoshi Yamamoto

キーワード：歯周炎，実験モデル，カラゲニン，ラットKey words：periodontitis, experimental model, carrageenin, rat

（２０１３年１０月１５日受付，２０１３年１１月２６日受理，歯科学報 １１４：１０４－１０７，２０１４．）

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けるので上顎臼歯部を実験部位にしていることが多く，下顎における歯周炎の状況についての報告は少ない。加えて結紮は非常に狭隘な部位での精密な作業になるので，実験者の技術により結紮に要する時間が長くなり，実験動物に大きなストレスを与えることが考えられる。また歯周病原性細菌の播種や結紮法では実験開始から歯周炎発症までの期間が長いために，実験動物飼育期間が長くなるという問題を含んでいる。従ってラットやマウスといった一般の実験でも多く用いられている比較的取り扱いが容易な動物に対して簡便かつ確実に，上下顎を問わず実験的歯周炎を比較的短期間で誘発することができれ

ば，歯周炎に関する研究はより進むものと考えられる。

カラゲニンは紅藻類から得られる硫酸多糖類のひとつで，げっ歯類に投与すると消化管に潰瘍や腫瘍を形成することが報告されている２９－３４）。また皮下組織に注射すると炎症を起こすことが知られており，ラットの足蹠皮内に投与することによりカラゲニン浮腫と呼ばれる炎症を起こすが，これは抗炎症物質の評価に用いられている３５－３７）。筆者らはこのカラゲニンに着目し，ラットを用いて新たな歯周炎動物実験モデルの作製を試みた。

歯槽縁部まで歯肉を剥離したラット下顎右側第一臼歯（生後６週齢）の頬側および舌側の歯肉に，１％カラゲニン溶液に浸漬し，２－３mm ほどの長さに調整した絹糸を数本挿入することを週に１回，３週間にわたって行ったものと，単に歯肉を上記と同様に剥離したもの（反対側（下顎左側）第一臼歯部）を比較した。実験開始時およびカラゲニン絹糸を挿入した日にマイクロ CT（R_mCTⓇ，リガク，東京）による撮影を行い，I-ViewⓇソフトウェア（モリタ製作所，京都）および TRI/３D-BON（ラトックシステムエンジニアリング，東京）を用いて３D 画像を作製した。また下顎第一臼歯の歯根の位置（近心，中央，遠心：それぞれ図１A の a，b，c）の断面の像にお

図１ Ａ：歯槽骨吸収の測定部位a；近心，b：中央，c；遠心

Ｂ：歯槽骨吸収の測定方法頬舌的にエナメル－セメント境を結ぶ線から歯槽

骨に下ろした垂線の長さから歯槽骨の吸収量を求めたBu；頬側，Li；舌側

図２ カラゲニンによる頬側の歯槽骨の吸収を示す３D 像Ａ－Ｄ；歯肉を剥離した群，Ｅ－Ｈ；カラゲニン応用群実験期間中歯肉を剥離した群では歯槽骨の状態にほとんど変化はないが，カラゲニン応用群では実験開

始１週後から歯槽骨の吸収が観察され（Ｆ），３週後では著しい骨吸収を認める（Ｈ）。歯槽骨の吸収は遠心よりも近心や中央で大きかった（Ｇ，Ｈ）

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いてエナメル－セメント境から歯槽骨までの垂線の長さを測定し，骨の吸収量を求めた（図１B）。図２は実験開始時（０週）から３週までの下顎第一臼歯部を頬側から観た３D 像である。歯肉を剥離した群では０週から３週で歯槽骨の状態にほとんど変化がないが，カラゲニン応用群では歯肉を剥離した群と比較して，特に近心部と中央部で著しい骨の吸収が観察された。また歯槽骨の吸収状況は経時的に増加していた。近心，中央，遠心のそれぞれの歯槽骨吸収量を示したのが図３である。

この実験により実験したすべてのラットに対して短期間で，確実に歯槽骨の吸収を伴う歯周炎を誘発することができ，加えてカラゲニンの応用期間に応じて骨吸収の程度を変えられることが分かった。以上のことから本法は歯周炎の動物実験モデルとして有用であると考えられた。またカラゲニンの応用を中止すると吸収した歯槽骨に若干の骨の添加が生じるが，中止後３週を経過しても元の状態には回復しなかった３８）。更に筆者らはこのモデルを用いてプロタミン分解ペプチド含有シートが吸収された歯槽骨に及ぼす影響を調べたところ，上記シートが歯槽骨の再生に働くことを示唆するデータを得た３８）ので興味のある方はご一読されたい。しかし本法は確実に歯槽骨を吸収するものの，その量（例えば３００μmの吸収を起こさせるなど）をコントロールするには至っていない。今後歯槽骨の吸収量をどのようにコントロールしていくかが課題である。

謝 辞

本研究の遂行には日本大学特任教授 久保山 昇先生，日本大学松戸歯学部生理学講座 横山 愛先生，田村歯科医院 田村仁志先生，ロート製薬株式会社 奥村重年様にご協力いただきました。お礼を申し上げます。また本論文中の写真と表は文献３９）からの改変である。

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図３ 近心，中央，遠心での歯槽骨の吸収状態を示す。カラゲニン応用群はすべての部位で歯肉を剥離した群よりも大きな骨の吸収を認めた

（n＝５，Tukey’s test ＊＜０．０１，＊＊＜０．０２，＊＊＊＜０．０３）

１０６ 山本：歯周炎モデルラットの作製

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別刷請求先：〒１０１‐００６１ 東京都千代田区三崎町２－９－１８東京歯科大学口腔超微構造学講座 山本 仁

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