2015 Fiscal Year Research-status Report

細胞外カルシウムとPGE2受容体活性化による歯髄細胞のBMP-2発現増強の検討

Research Project

Project/Area Number	26462868
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	金谷聡介東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (80375097)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	根本英二東北大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (40292221) 島内英俊東北大学, 歯学研究科(研究院), 名誉教授 (70187425)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	歯髄細胞 / 細胞外カルシウム / BMP-2 / FGF-2
Outline of Annual Research Achievements	露出した歯髄の創傷治癒を促すためには、象牙芽細胞による修復象牙質の形成を誘導することが重要である。骨形成タンパク質 (Bone Morphogenetic Protein; BMP) -2は象牙芽細胞の分化および石灰化を促進し、象牙質の形成を強く誘導する。申請者らはこれまで細胞外Ca2+は歯髄細胞のBMP-2発現を誘導することを報告してきた。本研究では、プロスタグランジンE2 (PGE2)受容体シグナルがこの反応を増幅する可能性について解析を行い、歯髄細胞における細胞外Ca2+によるBMP-2産生およびPGE2受容体活性化によるBMP-2産生増強を軸とした新規歯内治療法の開発に繋げることを目的とする。これまで、マウス歯髄細胞を細胞外カルシウム刺激するとカルシウムチャンネル非依存性にBMP-2およびFGF-2遺伝子の発現が増強することを明らかにした。本年度では、さらにシグナル伝達経路について解析をすすめた。まず、カルシウムを認識しうるＧタンパク共役型受容体であるカルシウムセンシングレセプターおよびGPRC6A遺伝子の発現をRT-PCR法にて解析したところ、マウス歯髄細胞にはいずれの受容体も発現がみられなかった。また、プロテインキナーゼAおよびプロテインキナーゼCの関与について阻害剤を用いて解析を行った。プロテインキナーゼA阻害剤であるH-89およびプロテインキナーゼC阻害剤であるGF-109203Xにて細胞を前処理し、細胞外カルシウム刺激を行ったところ、細胞外カルシウム刺激によるFGF-2遺伝子の発現増強はGF-109203X前処理では抑制されず、H-89前処理では抑制がみられた。一方、BMP-2の発現増強はGF-109203X前処理で抑制がみられた。これらのことから、細胞外カルシウム刺激によるマウス歯髄細胞のBMP-2およびFGF-2遺伝子の発現増強は異なるシグナル伝達経路を介していることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 細胞外カルシウムによるマウス歯髄細胞のBMP-2およびFGF-2発現増強にはカルシウムイオンチャンネルおよびカルシウムセンシングレセプターは関与していないことが示唆されたが、BMP-2はプロテインキナーゼCを介して、FGF-2はプロテインキナーゼAを介して発現を増強し、異なる経路を介している可能性あることが示唆された。
Strategy for Future Research Activity	歯髄細胞におけるBMP-2およびFGF-2遺伝子発現増強機構について解析をすすめていく。予備実験から細胞外カルシウム刺激はMAPキナーゼのリン酸化を促進する結果を既に得ている。今後はMAPキナーゼの関与について解析を行い、また、プロテインキナーゼとの関わりについても検討を行う。
Causes of Carryover	シクロオキシゲナーゼ2阻害剤を用いた実験から歯髄細胞における細胞外カルシウムによるBMP-2およびFGF-2発現増強にプロスタグランジンE2の関与がないことが示唆されたことから、細胞外カルシウム刺激による歯髄細胞のプロスタグランジンE2産生をELISAにて測定する必要がなくなったが、シグナル伝達経路の解析については計画通り研究は進行したため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	細胞外カルシウム刺激によるBMP-2およびFGF-2の発現増強におけるMAPキナーゼ(ERK1/2, JNK, p38)の関与について阻害剤を用いて解析を行う。また、プロテインキナーゼとMAPキナーゼの関わりについても検討を行う。