後天的に顔面骨格形態を決定する新たな分子メカニズムの解明

• Project/Area Number: 26463093
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthodontics/Pediatric dentistry
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 柳田 剛志 岡山大学, 大学病院, 講師 (90534793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上岡 寛 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (80253219) ; 久保田 聡 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (90221936)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 歯科矯正学 / 頭蓋顔面 / 形態形成 / 咬筋 / 頭蓋顔面発育 / エピジェネティクス

Outline of Annual Research Achievements

現代社会では食生活の変化に伴い咀嚼機能が低下し、顎骨が退化縮小した結果、不正咬合が増加したと言われている。しかし、食生活などの後天的な影響がどのようにして顎態を変化させるのか、その分子機構は未だ不明である。今回我々はその分子機構を調査するため以下の実験を開始した。
生後3週のICRマウスを2群に分け、粉餌、固形餌を与え5週齢まで飼育した。粉餌飼育群をさらに2群に分け、粉餌、固形餌を与え7週齢まで飼育した。その後同様に2群に分け9週齢まで飼育した。生後3週、5週、7週、9週の各時点においてサンプルを回収し実験を行った。小動物用X線CT装置にて撮影したマウス頭部を立体構築し、セファログラム分析法を応用してサンプル間の詳細な形態比較を行った。また各サンプルの咬筋からtotal RNAを回収し、筋機能を反映すると言われているMyh遺伝子群の発現をRealtime RT-PCR法により比較した。また、咬筋の筋線維特性を速筋と遅筋を分けることのできるNADH-TR染色を用いて観察し、顎骨の形態変化と遺伝子発現の変化及び筋線維特性の関連性を考察した。Micro-3DCTを用いてマウスの顎骨の形態を解析した結果、食餌の硬さの違いで下顎頭の高さ、歯槽骨の高さが変化した。また、Myh遺伝子群が食餌の硬さを変更させた後に応答し、発現を変化させていた。さらに、組織染色から筋線維の特性が変化した。マウスの顎骨の形態を詳細に解析した結果、粉末食を与えたマウスは骨格性ハイアングルの形態的特徴を有していた。特に生後3から7週の期間に与えた食餌の硬さが最終的な骨格形態に影響を与えることが示された。また、粉餌を与え続けたマウスでは硬餌を与えたマウスに比較してMyh4遺伝子の発現量が増加、Myh2遺伝子の発現量が減少し、これに伴い組織染色では速筋の比率が減少することが分かった。

Research Products

• [Journal Article] Severe mandibular retrognathism with mandibular condyle deformity treated with LeFort I osteotomy and two times genioplasty (2016)
  • Author(s): Masahiro Nakamura, Takeshi Yanagita, Tatsushi Matsumura, Takashi Yamashiro, Seiji Iida, Hiroshi Kamioka
  • Journal Title: Korean Journal of Orthodotntics Volume: in press
• [Journal Article] Isolation and characterization of SSEA-4-positive subpopulation of human deciduous dental pulp cells. (2015)
  • Author(s): Kawanabe N, Fukushima H, Ishihara Y, Yanagita T, Kurosaka H, Yamashiro T
  • Journal Title: Clin Oral Investig. Volume: 19 Issue: 2 Pages: 363-371
  • DOI: 10.1007/s00784-014-1260-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Runx/Cbfb signaling regulates postnatal development of granular convoluted tubule in the mouse submandibular gland. (2015)
  • Author(s): Islam MN, Itoh S, Yanagita T, Sumiyoshi K, Hayano S, Kuremoto K, Kurosaka H, Honjo T, Kawanabe N, Kamioka H, Sakai T, Ishimaru N, Taniuchi I, Yamashiro T
  • Journal Title: Dev Dyn. Volume: 244(3) Issue: 3 Pages: 488-496
  • DOI: 10.1002/dvdy.24231
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Topical application of lithium chloride on the pulp induces dentin regeneration. (2015)
  • Author(s): Ishimoto K, Hayano S, Yanagita T, Kurosaka H, Kawanabe N, Itoh S, Ono M, Kuboki T, Kamioka H, Yamashiro T.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 3 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121938
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Class II malocclusion with complex problems treated with a novel combinatio of lingual orthodontic appliances and lingual arches (2014)
  • Author(s): Takeshi Yanagita, Masahiro Nakamura, Noriaki Kawanabe, Takashi Yamashiro
  • Journal Title: American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics Volume: 146 Issue: 1 Pages: 98-107
  • DOI: 10.1016/j.ajodo.2013.08.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Hardness of food influences the characteristics of masseter muscle subsequently to myh genes expression (2015)
  • Author(s): Takeshi Yanagita, Kana Kono, Hiroshi Kamioka, Takashi Yamashiro
  • Organizer: 第74回 日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-11-20
• [Presentation] HARDNESS OF FOOD INFLUENCES THE CHARACTERISTICS OF MASSETER MUSCLE SUBSEQUENTLY TO MYH GENES EXPRESSION (2015)
  • Author(s): Kana Kono, Takeshi Yanagita, Hiroshi Kamioka, Takashi Yamashiro
  • Organizer: 91th congress of the Europian Orthodontic Spciety 2015
  • Place of Presentation: イタリア
  • Year and Date: 2015-06-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Morphological changes of mandible in mice with soft diet (2015)
  • Author(s): Kono Kana, Takeshi Yanagita, Satoshi Kubota, Masaharu Takigawa, Hiroshi Kamioka, Takashi Yamashiro
  • Organizer: 91st Congress of the Europian Orthodontic Society
  • Place of Presentation: Italy
  • Year and Date: 2015-06-13 – 2015-06-18
• [Presentation] 食餌の硬さはMYH遺伝子群の発現を変化させ, マウス咬筋の筋繊維特性と 下顎骨形態に影響を及ぼす (2014)
  • Author(s): 河野 加奈, 柳田剛志, 上岡寛, 山城隆
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] 粉末食で飼育したマウスの下顎骨形態変化 (2014)
  • Author(s): .河野加奈, 柳田剛志, 久保田聡, 滝川正春, 上岡寛, 山城隆
  • Organizer: 第32回日本骨代謝学会学術集会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-07-24 – 2014-07-26