歯の移動における骨免疫機能を制御する因子の解明

Research Project

Project/Area Number	22K21048
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	0907:Oral science and related fields
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	中村純基日本大学, 歯学部, 専修医 (20962088)
Project Period (FY)	2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	leptin receptor / LRP1 / 歯根膜幹細胞 / 歯根膜細胞 / 骨免疫 / 歯の移動 / 歯周組織代謝
Outline of Research at the Start	歯科矯正治療には、長い期間を要する。この期間を短縮するには、効率的に歯を移動する手法の確立が必須である。そのためには、歯周組織の代謝を制御する因子を同定する必要があるのだが、その因子はいまだ解明されていない。そこで、本研究では、歯根膜組織で骨代謝因子を制御するLRP1に着目し、歯根膜幹細胞のLRP1遺伝子を欠損させたマウスを用いて、歯周組織代謝にLRP1が関与することを検討する。さらに、この制御に骨免疫関連因子が関与することを調べる。これらの結果をもとにして、LRP1と骨免疫との関連性を解明することで、新たな歯の移動法の開発を試みる。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、新たな歯科矯正法の開発を最終目標として、歯周組織代謝および歯の移動を調節する因子を明らかにし、その作用機序を解明することを目的としている。本研究では、この候補因子として、low density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1)に着目して実験を進めている。これまでに、歯根膜細胞（PDLs）に存在するleptin receptor（Lepr）陽性細胞が歯根膜幹細胞（PDLSCs）の特徴を有し、LRP1遺伝子をノックダウンすると骨芽細胞分化能が低下することを明らかにした。令和5年度では、Lepr陽性細胞からLRP1遺伝子を欠損させた（KO）マウスを作製して、その遺伝子改変マウスの歯周組織形成について検討した。KOマウスの上顎骨をマイクロCTで撮影すると、野生型（WT）マウスと同じように、支持歯槽骨中に骨髄腔が存在しており、その骨髄腔はWTマウスと比べると拡大していた。その拡大に伴い、KOマウスの歯槽骨量はWTマウスよりも減少するという結果を得た。また、TRAP染色で破骨細胞の局在を検索すると、KOマウスでは骨髄腔周囲に加えて、歯根膜辺縁の固有歯槽骨でもWTマウスよりも多くの破骨細胞が観察された。一方、骨芽細胞の分化を評価するために、osterix抗体とRunx2抗体を用いて、免疫組織化学染色を行うと、WTマウスの歯根膜組織には多くの陽性細胞が観察されたが、KOマウスにみられる陽性細胞は減少していた。以上の結果から、Lepr陽性細胞からLRP1遺伝子を欠損させると、歯根膜組織では破骨細胞が増加するのに対し、骨芽細胞分化が抑制されることで、歯槽骨量が低下することが明らかになった。