2020 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of inhibitory effect and mechanism of daidzein on bone resorption in middle-aged orthodontic patients.
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20K18793
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
清水 真美 日本大学, 松戸歯学部, 助教 (50732856)
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2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | daidzein / 壮年患者 / 骨代謝 / aging rat / ALP / OCN / BMP-2 / RANKL |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年, 矯正治療を希望する年齢層が高まってきている。加齢により様々な代謝に変化が生じる。矯正治療において歯の移動時の圧迫側と牽引側に骨のリモデリングが生じるため, 骨代謝の変化は深く関与する。Daidzeinは骨粗鬆症に用いられ, 骨吸収抑制と骨形成を促進する物質である。本研究の目的は, daidzeinが壮年患者の歯の移動の骨代謝にどのような影響を及ぼすか解明することである。
研究方法としては, 壮年患者に相当するaging ratの歯の移動モデルにdaidzeinを投与し, 骨形成因子(ALP, OCN, BMP-2)と骨吸収因子(RANKL, OPG)の発現を組織学的に検討する。In vitroでは、壮年患者のヒト歯根膜細胞の圧迫・牽引モデルにdaidzeinを投与し, in vivo と同様の遺伝子動態を分子生物学的に検討する。
昨年度はdaidzeinが豆由来のイソフラボンでエストロゲンと分子構造が類似しており，骨芽細胞に作用し，BMP-2/Smads signalを介して骨芽細胞の増殖・分化を促進すると報告されているが，歯根膜細胞に作用し骨形成を促進するかについては不明であったため, 矯正学的歯の移動後におけるdaidzeinの効果について骨形成関連遺伝子であるBMP-2とRunx2 に着目し検討を行った。その結果, daidzeinが実験的歯の移動後に歯根膜細胞でのBMP-2およびRunx2を遺伝子発現レベルで上昇させることで，間葉系幹細胞および骨芽細胞に作用し，歯槽骨の形成を促進する可能性が示唆された。これよりdaidzeinが歯槽骨形成に関与していることが証明できたため壮年患者への有効性を検証する意義を見出せた。
本研究でdaidzeinの矯正的な歯の移動における骨代謝への影響を解明できれば, 今後増加する壮年矯正患者の骨代謝の均衡を保ちながら歯の移動を行え, 患者負担の少ない安全で効率的な矯正治療を行う一助となると考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
In vivoにて, 60週齢のaging ratの購入および期間的な問題等があり使用が困難であったことから, 実験計画の立て直しが必要となった。ゆえに, エストロゲンが欠乏し歯槽骨吸収のリスクが一番顕著に現れる閉経後の女性にターゲットを絞り閉経期の女性（壮年女性）に値する卵巣摘出ラットを使用することに変更し, 倫理委員会などを通し直していたため動物実験の実行が遅延した。
In vitroでは, 上記とあわせ壮年期の女性矯正患者の歯根膜細胞を培養し実験を行うことに変更したが, 壮年期患者の抜歯が少なく, 細胞を集めるのにまず時間がかかってしまっている。僅かではあるが頂けた細胞は現在培養を進めており培養が進み次第実験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivoでは, 卵巣摘出ラットの矯正学的な歯の移動前・中・後にdaidzeinを腹腔内注射しマイクロコンピューター断層撮影を行い歯槽骨の吸収量の測定, 骨の形態計測及び骨密度の測定を行う。歯根周囲の牽引側では, 骨形成因子であるALP, OCN, BMP-2を圧迫側では, 骨吸収因子のRANKL, OPGとTRAPの発現を組織学的に検討する。この際、まず卵巣摘出を行わない同一週齢のラットを対照群として歯の移動時の骨吸収の程度や歯の移動距離等について卵巣摘出群と比較検討する。その後,daidzeinの効果について上記の検討を行っていく。
In vitroでは壮年期の女性矯正患者の歯根膜細胞に, 圧迫力と牽引力を加え, daidzein処理を行い, ALP, OCN, BMP2, OPG, RANKLの遺伝子発現及びタンパク産生量について検討する。
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| Causes of Carryover |
In vivoにて, 60週齢のaging ratの使用が困難であったことから, 実験計画の立て直しが必要となり, エストロゲンが欠乏し歯槽骨吸収のリスクが一番顕著に現れる閉経後の女性にターゲットを絞り閉経期の女性（壮年女性）に値する卵巣摘出ラットを使用することに変更し, 動物の倫理委員会などを通し直していたため動物実験の実行が遅延している。さらにIn vitroでも, 上記とあわせ壮年期の女性矯正患者に対象を限定して歯根膜細胞を培養し実験を行うことに変更したが, 壮年期患者の抜歯が少なく, 細胞を集めるのにまず時間がかかってしまっている。以上の理由により実験自体の開始が遅れていることから次年度にメインの実験を行うこととなったため, 次年度分の実験動物及び実験に用いる試薬の購入に充てる。
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Research Products
(5 results)
