プリン作動性シグナルを介した新たな骨リモデリング促進機構の解明

• Project/Area Number: 21K17152
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宍戸 香 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (60894053)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ATP / 歯根膜 / プリン作動性シグナル / 矯正学的歯の移動

Outline of Research at the Start

細胞外Adenosine triphosphate (ATP) やその分解産物であるアデノシンはプリン受容体を介した骨吸収や骨形成作用が示唆されている。しかし、骨吸収・形成のカップリングが重要である矯正歯科治療時の歯槽骨リモデリングにおいて、歯根膜細胞から放出された細胞外ATPやアデノシンの詳細な役割は不明である。本研究は、矯正歯科治療時の歯槽骨リモデリングを促進する新たなターゲットとして、ATPやアデノシンによって活性化されるプリン作動性シグナルに着目し、矯正歯科治療に伴う機械的刺激によるプリン作動性シグナルの時空間的変化と骨リモデリングへの作用を明らかにするものである。

Outline of Annual Research Achievements

矯正歯科治療では矯正力を負荷することで歯根膜が圧縮力と伸展力の２種類の機械的刺激が付与され、歯根膜が機械的刺激として感知し、歯槽骨リモデリングが行われる。歯根膜細胞は機械的刺激を感知し、adenosine triphosphate(ATP) を細胞外へ放出する。細胞外ATPやその分解産物であるアデノシンはプリン受容体を介して骨吸収や骨形成を誘導することが示唆されている。細胞外ATPは、CD39(ATP分解酵素)によりadenosine monophosphate(AMP)へと分解され、AMPはCD73によりアデノシンへと分解される。ATPはP2プリン受容体、アデノシンはP1プリン受容体を介してシグナルを伝達する。細胞外ATPは、P2プリン受容体を介して、骨形成への関与が示唆されている。矯正歯科治療における歯槽骨リモデリングは骨吸収と骨形成の調和が重要であるが、プリン受容体がどのように関与しているかは知られていない。
本研究では、歯周組織におけるプリン作動性シグナル関連分子の発現と機械的刺激に伴う変化を解析するとともに、ATPおよびアデノシン受容体の骨形成・骨吸収への影響と相互作用を解明する。これにより、矯正歯科治療における歯槽骨リモデリングを活性化する新たなターゲットの発見を目的とする。
当該年度は、マウスの歯周組織におけるCD39, CD73発現について、免疫染色およびフローサイトメトリー解析を行った。正常状態では、歯肉において、CD39およびCD73発現が確認できた。
マウスの歯周組織を回収し、in vitro で刺激を行う予定であったが、歯周組織の採取方法が困難であり、安定した結果が得られなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナウイルスの影響により、実験が予定通り進まなかった。

Strategy for Future Research Activity

来年度は、当初予定してた実験を行う予定である。
主に、in vivo 実験を行い、矯正的歯の移動を付与した場合のATPの関与を検討する。