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Analyses of the mechanism underlying alveolar bone remodeling from the viewpoint of mechanobiology of the periodontal ligament

Research Project

Project/Area Number 21K17154
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Ono Takehito  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40772471)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords歯科矯正学 / 骨免疫学 / 運動器科学 / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨細胞 / 歯根膜細胞 / 骨代謝学 / 矯正歯科治療 / 骨代謝 / バイオメカニクス / 骨吸収 / 歯根膜 / メカニカルストレス
Outline of Research at the Start

矯正歯科治療時には、矯正装置によって歯に力を付加する。このとき、歯を植立する歯槽骨のうち、移動する側では骨の吸収が、反対側では骨の形成がそれぞれ誘導される。この「力を受けた部分で骨が吸収される」という現象は歯科医学においては広く認められているが、整形外科をはじめとする医学領域では力を受けた部分では骨形成により強化されることが常識であり、力による骨吸収現象は極めて異質である。歯と歯槽骨の間には歯根膜が介在しているが、矯正学的歯の移動における歯根膜の機能は不明である。研究代表者は、歯の移動における歯根膜の機能の解明を本研究の目的とした。

Outline of Final Research Achievements

In orthodontic tooth movement (OTM), bone remodeling occurs in the alveolar bone surrounding the tooth roots. The roots are connected to the alveolar bone by the periodontal ligament (PDL), functions of which during OTM remains largely elusive. This study aimed to elucidate the functions of the PDL in OTM. IL-6 expression was found to be increased upon the application of orthodontic force. Loss-of-function experiments using inhibitors or antibodies demonstrated that IL-6 promotes tooth movement by enhancing osteoclast formation on the alveolar bone. Furthermore, IL-6 was found to induce orthodontic pain. Thus, IL-6 plays a significant role in both tooth movement and pain induction during orthodontic treatment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、矯正歯科治療における歯の移動と疼痛発生のメカニズムの一端が示された。矯正歯科治療においては、矯正力により移動させる歯とは別の歯には反力が発生する。この力により移動すべきでない歯が移動しないよう固定する必要がある。矯正時に産生されるIL-6が歯の移動を惹起することから、薬物の局所投与によりこれを阻害することで固定の強化が可能になると考えられる。同時に、固定歯に生じる疼痛も抑制できる。矯正治療における歯の移動はもっぱら矯正装置の設計によるフォースシステムに依存しているが、薬物療法の併用により矯正歯科治療の効率化が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Bone remodeling induced by mechanical force during orthodontic treatment2023

    • Author(s)
      Ono Takehito
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 158 Issue: 3 Pages: 258-262

    • DOI

      10.1254/fpj.22110

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • Year and Date
      2023-05-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] The interleukin-6 signal regulates orthodontic tooth movement and pain2023

    • Author(s)
      Toyama Naomi、Ono Takehito、Ono Takashi、Nakashima Tomoki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 684 Pages: 149068-149068

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.09.096

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 骨粗鬆症における骨代謝回転2023

    • Author(s)
      小野 岳人, 中島 友紀
    • Journal Title

      日本臨牀

      Volume: 81 Pages: 58-63

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 骨のメカノバイオロジー2023

    • Author(s)
      小野 岳人, 中島 友紀
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 38 Pages: 21-25

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Simultaneous augmentation of muscle and bone by locomomimetism through calcium-PGC-1α signaling2022

    • Author(s)
      Ono Takehito、Denda Ryosuke、Tsukahara Yuta、Nakamura Takashi、Okamoto Kazuo、Takayanagi Hiroshi、Nakashima Tomoki
    • Journal Title

      Bone Research

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41413-022-00225-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Oral bone biology2022

    • Author(s)
      Ono Takehito、Nakashima Tomoki
    • Journal Title

      Journal of Oral Biosciences

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 8-17

    • DOI

      10.1016/j.job.2022.01.008

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of a KLF5-dependent program and drug development for skeletal muscle atrophy2021

    • Author(s)
      Liu L, Koike H, Ono T, Hayashi S, Kudo F, Kaneda A, Kagechika H, Manabe I, Nakashima T, Oishi, Y.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 118 Issue: 35

    • DOI

      10.1073/pnas.2102895118

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 【フレイル対策;骨と骨格筋からの心身の健康】骨による心身の健康の維持2021

    • Author(s)
      小野 岳人, 中島 友紀
    • Journal Title

      FOOD Style 21

      Volume: 25 Pages: 34-38

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] IL-6シグナルは矯正歯科治療における歯の動きと痛みを制御する2023

    • Author(s)
      外山 奈緒美 , 小野 岳人 , 小野 卓史 , 中島 友紀
    • Organizer
      第88回口腔病学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] IL-6 regulates orthodontic tooth movement and pain2023

    • Author(s)
      Takehito Ono , Naomi Toyama , Takashi Ono , Tomoki Nakashima
    • Organizer
      The 71st Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IL-6シグナルは矯正歯科治療における歯の動きと痛みを制御する2023

    • Author(s)
      外山 奈緒美 , 小野 岳人 , 中島 友紀 , 小野 卓史
    • Organizer
      第82回日本矯正歯科学会学術大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Augmentation of musculoskeletal tissues by locomomimetism2023

    • Author(s)
      Takehito Ono
    • Organizer
      The 19th Bone Biology Forum
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 骨や筋の強化を介した全身の健康の向上の可能性2023

    • Author(s)
      小野 岳人
    • Organizer
      第41回日本骨代謝学会学術集会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 骨が心を守るメカニズムの解明2023

    • Author(s)
      小野 岳人
    • Organizer
      第41回日本骨代謝学会学術集会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of the mechanism of heterotopic ossification and immune response in fibrodysplasia ossificans progressiva(FOP)2022

    • Author(s)
      Terashima Asuka, Yin Wengqiang, Okamoto Kazuo, Ono Takehito, Takayanagi Hiroshi
    • Organizer
      日本免疫学会総会・学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 運動模倣薬LAMZによる筋と骨の強化2022

    • Author(s)
      小野 岳人, 傳田 良亮, 塚原 悠太, 中村 貴, 岡本 一男, 高柳 広, 中島 友紀
    • Organizer
      第8回 日本筋学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 進行性骨化性線維異形成症(FOP)における異所性骨化発生メカニズムの解析2022

    • Author(s)
      尹 文強, 寺島 明日香, 岡本 一男, 小野 岳人, 高柳 広
    • Organizer
      日本骨代謝学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Osteocyte RANKL and Mechanical Stress2022

    • Author(s)
      小野 岳人
    • Organizer
      第95回 日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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