荷重負荷に対する頭蓋及び顔面由来の軟骨の応答性について

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01571118
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 井上 博之 大阪大学, 歯学部, 助手 (90167271)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 浩一 大阪大学, 歯学部, 助手 ; 大前 博昭 大阪大学, 歯学部, 助手 (80160620)
• Keywords: 遠心力 / 鼻中隔軟骨細胞 / 石灰化 / アルカリフォスファタ-ゼ / 下顎関節軟骨細胞 / 機械的な力

Research Abstract

骨格成長に関与している成長板軟骨と、荷重を受ける支持組織としての関節軟骨とでは、組織構造上の差のみならず、機械的な刺激に対するそれぞれの軟骨細胞の応答性が異なっていることを、我々は遠心管内培養系を用いてすでに報告した。そこで、本研究では、顔面頭蓋の軟骨から分離した鼻中隔軟骨細胞および下顎関節軟骨細胞の増殖および分化に対する生体力学的な力の影響を検討するために、鼻中隔軟骨細胞および下顎関節軟骨細胞の遠心管内培養系を確立し、さらに軟骨細胞の増殖と細胞外基質生合成および石灰化に対する遠心力の影響を検討した。
その結果、27G遠心力を負荷した場合、下顎関節軟骨細胞のDNA合成は、抑制されたのに対して、PG合成は遠心負荷によって対照の約2倍程に促進された。鼻中隔軟骨細胞に27Gの遠心力を負荷した場合、DNA合成およびPG合成は対照の約2倍程に促進された。
鼻中隔軟骨細胞に27Gの遠心力を負荷した場合、遠心負荷14日目までALPase活性は、殆ど影響されなかったのに対して、21日遠心負荷するとALPase活性は対照の約10倍程に促進された。下顎関節軟骨細胞に27Gの遠心力を負荷した場合、12ー18日間遠心負荷するとALPase活性は対照の約2倍程に促進された。
このことは、機能的に相異なる鼻中隔軟骨細胞および下顎関節軟骨細胞では、力に対して細胞レベルの応答性が異なっているだけでなく、最終分化過程および石灰化に対して力が促進的な役割を演じていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] H.INOUE,et.al.: "Stimulation of proteoglycan and DNA syntheses in chondrocytes by centrifugation" J.Dent.Res. 69,. 1560-1563 (1990)
• [Publications] Y.HIRAKI,et.al.: "Differential modulation of growth and phenotypic expression of chondrocytes in sparse and confluent cultures by growth factors" J.Bone Min.Res.5,. 1077-1085 (1990)
• [Publications] 井上 博之: "軟骨細胞および骨芽細胞様細胞に対する遠心負荷の影響" 第2回バイオメカニクスカンファレンス講演論文集、. 55-56 (1991)
• [Publications] H.INOUE,et.al.: "Effect of centrifugal force on proliferation of osteoblastーlike cells"
• [Publications] 井上 博之、他: "荷重負荷に対する頭蓋及び顔面由来の軟骨の応答性について"
• [Publications] H.INOUE,et.al.: "Fundamentals of Bone Growth," A.D.Dixon,B.G.Sarnat,D.A.N.Hoyte,CRC PRESS,INC., (1991)