Functional analysis of bone matrix protein Dmp1 on mechanical loading

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10070
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sato Sunao 大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (70335660)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 真土 大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (40448105) ; 三浦 治郎 大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (70437383)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 力学的負荷 / 骨 / 石灰化

Outline of Final Research Achievements

Under three-dimensional collagen gel culture conditions, mechanical loading of Dmp1-expressing decreased MC3T3 (Dmp1(-) MC3T3) with a mechanical loading device at 100 kPa for 2 weeks resulted in increased production of eosinophilic extracellular matrix compared to the control MC3T3. Furthermore, while mechanical loading increased calcification capacity in control cells, no effect of mechanical loading was observed in Dmp1(-) MC3T3, but Dmp1 peptides increased calcification capacity when mechanical loading was applied to Dmp1(-) MC3T3.
These results suggests that mechanical loading may play a function in maintaining cell and bone tissue homeostasis by increasing calcification capacity with Dmp1.

Free Research Field

口腔病理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯科臨床では、力学的負荷に対する骨組織の恒常性維持は重要な問題の一つであり、例えば、矯正治療で歯牙を移動させる際に異常な力が与えられ、歯槽骨の形成と吸収のバランスが崩れ、骨組織の恒常性維持が保てなくなると適切な歯牙移動が出来なくなる。また、義歯やインプラント治療を行う場合にも、歯槽骨に異常な力学的負荷が加わり、骨組織の恒常性維持が出来なくなってしまうと、骨吸収を招き、義歯やインプラントの適切な維持が出来なくなってしまう。Dmp1が力学的負荷に反応して骨組織の恒常性を維持している可能性が示されたことで、基礎研究のみならず、臨床治療へのDmp1の応用可能性が示される意義があった。