2021 Fiscal Year Research-status Report
歯根膜線維の力の伝達特性からアプローチする歯槽骨リモデリング
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21K17154
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
小野 岳人 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40772471)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 矯正歯科治療 / 骨代謝 / バイオメカニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
矯正学的歯の移動においては、歯根周囲の歯槽骨リモデリングが起こる。移動する先の歯槽骨表面では破骨細胞による骨吸収が誘導される。歯根膜は歯根と歯槽骨の間に存在する線維性結合組織であり、歯の移動に際して何らかの機能を発揮すると考えられてきたが、不明な点が多い。本研究は、矯正学的歯の移動における歯根膜の機能を解明することを目的とした。主に以下の三点に主眼をおき、研究を遂行した。
①歯根膜破壊モデルマウス作製: 予備実験では歯根膜の破壊や破骨細胞の形成に個体差が大きかったため、薬物の歯根膜注射法のブラッシュアップを行なった。これにより、予備実験よりも安定して歯根膜破壊や破骨細胞分化の誘導が可能となった。
②歯根膜破壊モデルマウスと矯正学的歯の移動モデルマウスの解析: 歯根膜破壊モデルマウスの組織学的評価を行う際、切片の位置や角度が異なると歯根膜の破壊や破骨細胞の形成の像が大きく異なることから、評価方法のブラッシュアップを行なった。矯正学的歯の移動時のメカニカルストレスに関わる分子の発現を組織レベルで解析した。
③歯槽骨リモデリングの分子メカニズムの解析: 細胞の伸展培養実験によって、力学刺激によって発現が変動する分子を複数見いだした。
以上の通り、予備実験を元により精度の高い実験系が確立された。この実験系を用い、矯正学的歯の移動の分子メカニズム解明の足がかりとなるデータが得られつつある。今後、上記の実験によって見出された候補分子の阻害剤投与やノックアウトマウスを利用する。それにより、候補分子の矯正学的歯の移動における機能の解明に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
矯正学的歯の移動における歯根膜の機能を解明するために、①歯根膜破壊モデルマウス作製、②歯根膜破壊モデルマウスと矯正学的歯の移動モデルマウスの解析、③歯槽骨リモデリングの分子メカニズムの解析に取り組んだ。その結果を以下に示す。
①マウス臼歯の歯根膜腔への正確な薬物送達は困難であり、予備実験においては歯根膜の破壊に伴う破骨細胞の形成は認められるものの、個体差が認められた。投与に用いるシリンジや注射針の太さ、投与量などの条件検討を行なった。それにより、安定して歯根膜破壊や破骨細胞分化の誘導が可能となった。
②歯根膜破壊モデルマウスの組織学的評価を行う際、切片の位置や角度が異なると歯根膜の破壊や破骨細胞の形成の像が大きく異なり、定量的評価が困難であった。標本の包埋および薄切の角度、計測に用いる切片の位置などの細かい条件を規格化し、評価法の検討を行なった。矯正学的歯の移動モデルマウスの組織学的解析を行い、歯根膜コラーゲンの消失や、歯槽骨におけるメカニカルストレス応答分子の発現変動を見いだした。
③細胞の伸展培養実験によって、力学刺激に伴う遺伝子の発現変動を経時的に解析し、興味深い発現変動パターンを示す分子を複数見いだした。
上記の如く、当初掲げた研究計画を実施し、モデルの確立や候補分子の選出が達成された。得られた成果は次年度以降のさらなる研究の進展を示唆するものであり、当該年度の進捗は概ね順調であったといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、①歯根膜破壊モデルマウス作製、②歯根膜破壊モデルマウスと矯正学的歯の移動モデルマウスの解析、③歯槽骨リモデリングの分子メカニズムの解析を柱として矯正学的歯の移動における歯根膜の機能の解明に取り組む。
①歯根膜破壊モデルに矯正学的歯の移動を施すことによる歯の移動量の変化を解析することを計画している。これにより、矯正学的歯の移動における歯根膜の意義を示すことができる。
②矯正学的歯の移動における骨吸収には骨細胞が産生するRANKLが重要である。しかしながら、RANKL発現骨細胞の空間的局在は不明である。同様に、メカニカルストレスに応答する分子の空間的局在も不明である。これらについて、免疫組織染色法やin situ hybridization法により解析を行うことを計画している。
③引き続き、矯正力に応答して発現変動する分子の解析を行う。培養細胞を用いた実験系における遺伝子発現の変動は、必ずしも生体における細胞の応答を反映しないので、候補分子の発現挙動を歯根膜破壊モデルマウスや矯正学的歯の移動モデルマウスの歯周組織で確認する。得られた候補分子のノックアウトマウスやin vivoノックダウンシステムを用いた解析を行い、分子メカニズムの解明に取り組む。
以上により、矯正学的歯の移動における歯根膜の機能を解明する。それを通じて、歯根膜を標的とした新しい矯正治療法の基盤を確立することを目指す。
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