Evaluation of the effects of occlusal disharmony-induced stress on bone metabolism during growth period in mice

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26861771
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 清水 康広 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (60631968)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 咬合異常 / ストレスホルモン / 骨形態計測

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、確立したマウスモデルを用いて、咬合異常ストレスが全身の骨代謝へ与える影響を検討した。それまでに、咬合異常付与に伴い血中ストレスホルモン濃度は有意に上昇し、骨形態計測において脛骨近位部二次海綿骨の骨形成指標の有意な減少が認められるも吸収指標の有意な変化は観察されなかったことから、海綿骨部における骨量低下は主に骨形成系の抑制によるものである可能性が示唆された。今年度はそれらに加え生化学的解析を用いて、骨形成および骨吸収指標の評価を行った。
血清中の骨形成マーカーであるオステオカルシン濃度と骨吸収マーカーである骨型酒石酸抵抗性産生フォスファターゼ（TRAP-5b）濃度をEIA法により評価したところ、咬合異常付与翌日において、骨形成マーカーは対照群と比較して有意に減少していたが、骨吸収マーカーにおいて有意差は認められなかった。
さらに咬合異常付与前後における尿中の骨吸収マーカーである骨由来コラーゲンC末端テロペプチド（CTX）をEIA法により測定したが、咬合異常ストレス付与直後において付与前と比較し骨吸収指標の有意な変化は認められなかった。
一方で、咬合異常付与7日後においては、対照群と比較して骨形成マーカーであるオステオカルシンの血中濃度に有意差は認められなかったが、骨吸収マーカーであるTRAP-5bの血中濃度においては有意な減少が認められた。
統計解析はKolmogorov-Smirnov testによる正規性検定の後、Unpaired Student’s t-testsを用いて2群間の有意差を検定した。

Research Products

• [Journal Article] Peptide-induced de novo bone formation after tooth extraction prevents alveolar bone loss in a murine tooth extraction model. (2016)
  • Author(s): Arai Y, Aoki K, Shimizu Y, Tabata Y, Ono T, Murali R, Mise-Omata S, Wakabayashi N.
  • Journal Title: Eur J Pharmacol. Volume: 5 Pages: 89-97
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2016.04.049.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Intermittent Hypoxia Influences Alveolar Bone Proper Microstructure via Hypoxia-Inducible Factor and VEGF Expression in Periodontal Ligaments of Growing Rats. (2016)
  • Author(s): Shuji Oishi, Yasuhiro Shimizu, Jun Hosomichi, Yoichiro Kuma, Hideyuki Maeda, Hisashi Nagai, Risa Usumi-Fujita, Sawa Kaneko, Naoki Shibutani, Jun-ichi Suzuki, Ken-ichi Yoshida, Takashi Ono
  • Journal Title: Front. Physiol. Volume: 16 Pages: 416
  • DOI: 10.3389/fphys.2016.00416.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intermittent hypoxia causes mandibular growth retardation and macroglossia in growing rats. (2016)
  • Author(s): Hosomichi J, Kuma YI, Oishi S, Nagai H, Maeda H, Usumi-Fujita R, Shimizu Y, Kaneko S, Shitano C, Suzuki JI, Yoshida KI, Ono T.
  • Journal Title: Am J Orthod Dentofacial Orthop. Volume: 151 Pages: 363-371
  • DOI: 10.1016/j.ajodo.2016.02.033.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 咬合異常に伴うストレスは マウス椎骨・長管骨骨密度の低下をもたらす (2016)
  • Author(s): 清水康広、青木和広、加藤玄樹、小野卓史
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島県徳島市）
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 超音波マイクロバブル法を応用した歯周組織への新規NF-κBデコイ導入法の開発 (2016)
  • Author(s): 山口博之、石田雄之、細道純、畑野香澄、笠原由紀、大石修史、隈陽一郎、沖藤明日香、臼見莉沙、清水康広、渋谷直樹、金香佐和、渡邊亮、鈴木淳一、小野卓史
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島県徳島市）
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] SDF-1/CXCR4シグナル阻害はラット臼歯の矯正的移動を遅延する (2016)
  • Author(s): 畑野香澄、石田雄之、山口博之、細道純、鈴木淳一、笠原由紀、大石修史、隈陽一郎、沖藤明日香、臼見莉沙、清水康広、渋谷直樹、金香佐和、小野卓史
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島県徳島市）
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] Intermittent hypoxia influences bone microstructure via hypoxia inducible factor and VEGF in growing rats (2016)
  • Author(s): Oishi Shuji, Shimizu Yasuhiro, Hosomichi Jun, Kuma Yoichiro, Maeda Hideyuki, Nagai Hisashi, Kaneko Sawa, Ishida Yuji, Shibutani Naoki, Usumi-Fujita Risa, Yamaguchi Hiroyuki, Suzuki Jun-ichi, Yoshida Ken-ichi, Ono Takashi
  • Organizer: 10th Asia Pacific Orthodontics Conference
  • Place of Presentation: Bali (Indonesia)
  • Year and Date: 2016-09-01 – 2016-09-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ペプチドが誘導する抜歯後の新生骨形成および歯槽骨保護:BMP-2誘導マウス抜歯窩骨新生モデルによる検証研究 (2016)
  • Author(s): 新井祐貴、青木和広、清水康広、田村幸彦、小野卓史、三瀬節子、Murali Ramachandran、若林則幸
  • Organizer: 第36回日本骨形態計測学会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-06-23 – 2016-06-25
• [Presentation] Effect of low-intensity pulsed ultrasound on periodontal tissues in occlusal hypofunctional teeth. (2016)
  • Author(s): Yuki Kasahara, Risa Usumi-Fujita, Jun Hosomichi, Sawa Kaneko, Yuji Ishida, Naoki Shibutani, Yasuhiro Shimizu, Asuka Okito, Shuji Oishi, Yoichiro Kuma, and Takashi Ono.
  • Organizer: The Annual Dental Scientific Conference in Ho chi minh city
  • Place of Presentation: Ho chi minh city (Vietnam)
  • Year and Date: 2016-04-05 – 2016-04-05
  • Int'l Joint Research