2018 Fiscal Year Annual Research Report
Podoplanin -dependent bone formation mechanism with orthodontic mechanostress.
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15K11333
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金井 壮律 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (20344517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 哲也 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (00451451)
沢 禎彦 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (70271666)
飯田 順一郎 北海道大学, 歯学研究院, 名誉教授 (90151232)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | podoplanin (PDPN) / 機械的ストレス / 骨再生機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
矯正治療患者の高齢化により歯の後戻りと動揺が問題になっている。骨芽細胞が産生するpodoplanin (PDPN)は極めて粘性の高いシアル酸結合型のムチン型タンパクで、骨の強度を維持することが報告されている。機械的ストレス環境下において骨芽細胞がPDPN産生を促進し、骨形成も促進されるならば、その特性を利用したPDPN標品を使用することで、矯正治療後の歯の後戻りや動揺の予防に有用であると考えられる。また、顎骨骨折や抜歯窩における骨の補強材および血餅形成による治癒促進にも適用可能ではないかとも考えられる。本研究では、PDPN条件付きノックアウトマウスおよびマウス骨髄由来骨芽細胞に機械的ストレス（伸展）を負荷し、骨形成における PDPN、osteocalcin (OC)、osteopontin (OPN) の骨関連タンパク発現動態を検討した。その結果、in vitroでは、伸展負荷のある培養骨芽細胞でのPDPNの発現は負荷のない細胞よりも有意に多く、伸展期間のみならず、OCやOPNと共にその発現が増加した。また、PDPN、OC、OPNに対する抗体と共に培養した骨芽細胞では、石灰化産物が有意に少なかった。以上の結果は、機械的ストレスがPDPN産生の誘導因子であり、PDPNが骨芽細胞の石灰化に寄与する可能性があることを示唆している。しかしin vivoでは、ノックアウトマウスの機械的ストレスのある歯槽骨に形態的異常は認められなかったが、TRAP陽性細胞数や骨吸収ピット数は少なかった。PDPNは、骨の発達にとって重要な因子ではないが、骨リモデリングで役割を果たし、機械的負荷のある条件下で発現が増強される可能性がある。in vitro実験ではPDPNが石灰化に明確に関与することが判明したため、in vivoではPDPNの役割を置換する遺伝子により、動的均衡が保たれる可能性がある。
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