Effect of HMGB1 on bone resorption induced by traumatic occlusion

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K10154
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 鵜飼 孝 長崎大学, 病院(歯学系), 教授 (20295091)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 篤利 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (70253680)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: HMGB-1 / 破骨細胞 / 外傷性咬合

Outline of Annual Research Achievements

歯周病は歯を失う一番の原因となっており、外傷性咬合は歯周炎の骨吸収を促進する要因の一つである。一連の研究は外傷性咬合による骨吸収に関連する因子を調べ、効果的抑制法の確立のための基礎データを集めることを目的としている。
マウスに外傷性咬合を付与すると根分岐部の歯根膜並びに根管中隔頂部の骨細胞の変性、消失が認められ、この周囲組織に破骨細胞の出現が認められた。変性した歯根膜や、骨細胞ではアポトーシスのマーカーの一つであるTUNEL陽性像が確認され、骨吸収へのアポトーシスの関与が考えられた。そこでHigh Mobility Group Box1(HMGB1)に注目した。HMGB-1はネクローシス細胞から放出されると言われていたが、現在ではアポトーシス細胞からも放出されることが報告されている。今回のマウス咬合性外傷モデルで、免疫組織学的に検出されたHMGB-1陽性像周囲で破骨細胞が形成されるのが確認された。このとき、根分岐部で破骨細胞分化誘導因子であるRANKLの発現も増加した。
抗RANKL抗体を投与すると、マウスに矯正力を付与した際の破骨細胞形成を抑制することができ、外傷による非炎症性の骨吸収にRANKLが促進的に作用することが確認できた。抗HMGB-1抗体を全身投与した後に同様に外傷性咬合を付与した場合では、抗体を投与しないときと比較して根間中隔での破骨細胞の出現数は減少した。この抗HMGB-1抗体投与により根分岐部でRANKL発現も減少した。外傷性咬合による骨吸収においてHMGB-1はRANKLの発現を増加させることで促進的に関与していることが示唆された。今回全身投与による抗RANKL抗体や抗HMGB1抗体の骨吸収抑制作用を明らかにしたが、臨床応用を念頭に考えると、さらに局所投与での骨吸収抑制効果を検討していく必要がある。