歯根膜組織における恒常性維持とMechanical stress応答の分子機構

• 研究課題/領域番号: 13470389
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 下野 正基 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (00085771)
• 研究分担者: 井上 孝 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (20125008) ; 橋本 貞充 東京歯科大学, 歯学部, 助教授 (10201708) ; 田崎 雅和 東京歯科大学, 歯学部, 助教授 (40155065) ; 安彦 善裕 (安彦 善彦) 北海道医療大学, 歯学部, 助教授 (90260819)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 13,900千円 (直接経費: 13,900千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2001年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
• キーワード: 歯根膜 / 歯根膜線維芽細胞 / 歯周組織 / マラッセ上皮遺残 / 伸展刺激 / 伸展活性化チャンネル / 細胞分化 / 細胞機能発現

研究概要

歯根膜は歯周組織の再生および恒常性維持において重要であることは良く知られており、歯根膜線維芽細胞が高いアルカリフォスファターゼ(ALP)活性を示し硬組織形成能を有することや、BMPなどの骨誘導蛋白あるいはDexamethazoneの添加により骨組織が形成されること、産生された接着伸展因子およびFGFによりALP活性が阻害されることなどが報告されているものの、その詳細に関しては充分に明らかではない。本研究では、培養歯根膜細胞の機械的圧刺激(咬合圧)に対するmRNAレベルの細胞応答を調べ、細胞増殖、細胞分化、機能発現がどのように変化するのかについて詳細に検討している。平成16度は、ラット切歯歯根膜培養細胞を分離・継代培養し、3継代目の細胞をType I collagenコートしたBioFlex plateに播種し、対照群、伸展群に分け、伸展群はFX-4000T(多方向伸展装置:FLEXCELL社/USA)にて、6 cycles/minの頻度、伸展率9、18%で12時間、1、3、5日の周期的伸展刺激を細胞に与えた。mRNAレベルの細胞応答をType I collagen(Coll-I),Fibronectin(FN),Alkaline phosphatase(ALP),Basic fibroblast growth factor(b-FGF),Bone morphologic protein2(BMP-2),Bone morphologic protein4(BMP-4)に関してLightCyclerを用いた定量的Real time Polymerase Chain-Reaction(RT-PCR)法にて検討し、得られた定量データーをSecond derivative maximum法にて解析した。その結果、対照群と比較して伸展群はすべてにおいて高いmRNAの発現が認められると共に伸展の大きさに比例しており、Coll-I、FN、ALPは12時間目、b-FGF、BMP-2、BMP-4は、1日目にピークがみられた。一般に、骨原性細胞の初期分化マーカーであるALPや歯根膜の基質を構成するColl-I、細胞の分化マーカーのFN、未分化な歯根膜細胞の増殖を促進させるb-FGF、細胞外基質の産生調節をするBMP-2、BMP-4などは、いずれも歯根膜細胞の石灰化に伴い増加することが知られている。
これまでに得られたデータから、歯根膜細胞は機械的刺激により骨原性細胞へ分化するものの、未分化な細胞に誘導、調節され、細胞密度を高めることにより歯根膜の再生を促進すると考えられ、機械的刺激は、歯根膜の恒常性の調節に関与していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Differential Localization of Laminin γ2 and Integrin β4 in Primary Cultures of the Rat Gingival Epithelium. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanno, M., Hashimoto, S.
  • 雑誌名: J.Periodont.Res. 40(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytoskeleton and surface structure of cells directly attached in the junctional epithelium. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, H., Shimono, M.
  • 雑誌名: J.Periodont.Res. 40(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential Localization of Laminin γ2 and Integrin β4 in Primary Cultures of the Rat Gingival Epithelium. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanno Michie, Hashimoto Sadamitsu, Muramatsu Takashi, Matsuki Miwako, Yamada Satoru, Shimono Masaki
  • 雑誌名: Journal of Periodontal Research (in publishing)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytoskeleton and Inner Surface of Cells Directly Attached to the Tooth in the Rat Junction Epithelium. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Hiroki, Hashimoto Sadamitsu, Tanno Michie, Ishikawa Tatsuya, Tanaka Teruo, Shimono Masaki
  • 雑誌名: Journal of Periodontal Research (in publishing)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Beta defensin-3 engineered epidermis shows highly protective effect for bacterial infection. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sawamura D, Goto M, Shibaki A, Akiyama M, McMillan JR, Abiko Y, Shimizu H.
  • 雑誌名: Gene Ther. (in publishing)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proliferative activities of epithelial and connective tissue cells in the rat periodontal regeneration. (2004)
  • 著者名/発表者名: Usuda, J., Hashimoto, S.
  • 雑誌名: J.Periodont.Res. 39 ページ: 175-187
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Behavior of osteoblast-like cells on fibronectin or BMP-2 immobilized surface (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka, K., Shimono, M.
  • 雑誌名: Biomedical Research 25 ページ: 263-268
  • NAID: 130004903683
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Proliferative activities of epithelial and connective tissue cells in the rat periodontal regeneration. (2004)
  • 著者名/発表者名: Usuda, Jun, Hashimoto Sadamitsu, Enokiya Yasunobu, Inoue Takashi, Shimono Masaki
  • 雑誌名: J Periodont Res 39, 3 ページ: 175-187
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of defensin peptides on eukaryotic cells : primary epithelial cells, fibroblasts and squamous cell carcinoma cell lines. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishimura M, Abiko Y, Kurashige Y, Takeshima M, Yamazaki M, Kusano K, Saitoh M, Nakashima K, Inoue T, Kaku T.
  • 雑誌名: J Dermatol Sci. 36(2) ページ: 87-95
  • NAID: 10016185292
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Correlated expression of human beta defensin-1,-2 and -3 mRNAs in gingival tissues of young children. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saitoh M, Abiko Y, Shimabukuro S, Kusano K, Nishimura M, Arakawa T, Nakashima K, Takuma T, Kaku T, Igarashi S.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol. 49(10) ページ: 799-803
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulatory mechanisms of periodontal regeneration. (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimono, M., Ishikawa, T.
  • 雑誌名: Microscopy Research and Technique 60 ページ: 491-502
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Biological characteristics of the junctional epithelium (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimono, M., Hashimoto, S.
  • 雑誌名: J.Electron Microsc. 52・6 ページ: 627-639
  • NAID: 10011951305
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulatory mechanisms of periodontal regeneration. (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimono, M., Ishikawa, T., Ishikawa, H., Matsuzaki, H., Hashimoto, S., Muramatsu, T., Shima, K., Matsuzaka, K., Inoue, T.
  • 雑誌名: Microsc Res Tech 60(5) ページ: 491-502
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Biological characteristics of the junctional epithelium. (2003)
  • 著者名/発表者名: Shimono, M., Ishikawa, T., Enokiya, Y., Muramatsu, T., Matsuzaka, K., Inoue, T., Abiko, Y., Yamaza, T., Kido, M., Tanaka, T., Hashimoto, S.
  • 雑誌名: J Electron Microsc. 52(6) ページ: 627-639
  • NAID: 10011951305
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Localization of human beta-defensin 3 mRNA in normal oral epithelium, leukoplakia, and lichen planus : an in situ hybridization study. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nishimura M, Abiko Y, Kusano K, Yamazaki M, Saitoh M, Mizoguchi I, Jinbu Y, Noguchi T, Kaku T.
  • 雑誌名: Med Electron Microsc. 36(2) ページ: 94-97
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Upregulated expression of human beta defensin-1 and -3 mRNA during differentiation of keratinocyte immortalized cell lines, HaCaT and PHK16-0b. (2003)
  • 著者名/発表者名: Abiko Y, Nishimura M, Kusano K, Yamazaki M, Arakawa T, Takuma T, Kaku T.
  • 雑誌名: J Dermatol Sci. 31(3) ページ: 225-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Defensins in saliva and the salivary glands (Review). (2003)
  • 著者名/発表者名: Abiko Y, Nishimura M, Kaku T.
  • 雑誌名: Med.Electron.Microsc. 36 ページ: 247-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of multigrooved surfaces on fibroblast behavior (2003)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, M., Inoue, T.
  • 雑誌名: J.Biomed.Mater.Res. 65A・3 ページ: 359-368
• [雑誌論文] Behavior of epithelial root sheath during tooth root formation in porcine molars : TUNEL, TEM, and immunohistochemical studies. (2002)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Inoue, T., Shimono, M.
  • 雑誌名: Anat Embryol 206 ページ: 13-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cell proliferation and cell death in periodontal ligaments during orthodontic tooth movement. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi, R., Matsuzaka, K., Shimono.M.
  • 雑誌名: J.Periodont.Res. 37 ページ: 118-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Behavior of epithelial root sheath during tooth root formation in porcine molars : TUNEL, TEM, and immunohistochemical studies. (2002)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Inoue, T., Shimono, M., Yamada, S.
  • 雑誌名: Anat Embryol 206(1-2) ページ: 13-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cell proliferation and cell death in periodontal ligaments during orthodontic tooth movement. (2002)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi, R., Matsuzaka, K., Shimono, M.
  • 雑誌名: J Periodontal Res 37 ページ: 118-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Upregulation of human beta-defensin 2 peptide expression in oral lichen planus, leukoplakia and candidiasis. an immunohistochemica study. (2002)
  • 著者名/発表者名: Abiko Y, Jinbu Y, Noguchi T, Nishimura M, Kusano K, Amaratunga P, Shibata T, Kaku T.
  • 雑誌名: Pathol Res Pract. 198(8) ページ: 537-542
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Observation of the single Merkel cell surface after isolation of the hamster oral mucosa under scanning electron microscopy. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tazaki, Y., Shimono, M.
  • 雑誌名: Biomed Res 22 ページ: 179-182
  • NAID: 130004705135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Biological characteristics of the junctional epithelium (2001)
  • 著者名/発表者名: Tazaki, Y., Shimono, M.
  • 雑誌名: Biomed Res 22 ページ: 253-256
  • NAID: 10011951305
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Observation of the single Merkel cell surface after isolation of the hamster oral mucosa under scanning electron microscopy. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tazaki, Y., Tazaki, M., Inoue, T., Shimono, M.
  • 雑誌名: Biomed Res. 22 ページ: 179-182
  • NAID: 130004705135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Calcium inflow of isolatedsingle Merkel cells in respose to direct mechanical stimulation. (2001)
  • 著者名/発表者名: Tazaki, M., Tazaki, Y., Inoue, T., Shimono, M.
  • 雑誌名: Biomed Res 22 ページ: 253-256
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of inflammatory cytokines and beta-defensin 1 mRNAs in porcine epithelial rests of Malassez in vitro. (2001)
  • 著者名/発表者名: Liu F, Abiko Y, Nishimura M, Kusano K, Shi S, Kaku T.
  • 雑誌名: Med Electron Microsc. 34(3) ページ: 174-178
  • NAID: 10011526743
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential expression of human beta-defensin 2 in keratinized and non-keratinized oral epithelial lesions ; immunohistochemistry and in situ hybridization. (2001)
  • 著者名/発表者名: Abiko Y, Suraweera AK, Nishimura M, Arakawa T, Takuma T, Mizoguchi I, Kaku T.
  • 雑誌名: Virchows Arch. 438(3) ページ: 248-253
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shimono, M., Ishikawa, T.: "Regulatory mechanisms of periodontal regeneration"Microscopy Research and Technique. 60. 491-502 (2003)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Inoue, T.: "Effects of multigrooved surfaces on fibroblast behavior"J.Biomed.Mater.Res.. 65A・3. 359-368 (2003)
• [文献書誌] Shimono, M.Hashimoto, S.: "Biological characterisrics of the junctional epithelium"J.Electron Microsc.. 52・6. 627-639 (2003)
• [文献書誌] Usuda.J., Hashimoto, S.: "Proliferative activities of epithelial and connective tissue cells in the rat periodontal regeneration"J.Periodont.Res.. (in printing). (2004)
• [文献書誌] Matsuzaka, K., Shimono, M.: "Lesions related to the formation of bone cartilage or cementum arising in the oral area. A statistical study and review of the literature"Bull.Tokyo Dent.Coll.. 43・3. 173-180 (2002)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Shimono, M.: "Dry-Process surface modification for titanium Dental Implant"Metallurgical and Materials Transactions. 33A. 511-519 (2002)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Shimono, M.: "Bone response to calcium phosphate-coated and bisphosphonate immobilized titanium implant"Biomaterial. 23. 2879-2885 (2002)
• [文献書誌] Matsuzaka, K., Inoue, T.: "Cell proliferation and expression of Cbfa-1 in a peripheral osteo-chondroma arising from the mandibular oral mucosa of an edentulous alveolar ridge"Bull.Tokyo Dent.Coll.. 43・3. 181-185 (2002)
• [文献書誌] Mabuchi, R., Shimono, M.: "Cell proliferation and cell death in periodonal ligaments during orthodontic tooth movement."J.Periodontal Res.. 37. 118-124 (2002)
• [文献書誌] Shimono, M., Ishikawa, T.: "Regulatory mechanisms of periodontal regeneration"Microsc Res. 60・5. 467-468 (2003)
• [文献書誌] Matsuzaka, K., Shimono, M.: "Lesions related to the formation of bone cartilage or cementum arising in the oral area. A statistical study and review of the literature"Bull. Tokyo Dent. Coll.. 43・3. 173-180 (2002)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Shimono, M.: "Dry-Process surface modification for titanium Dental Implant"Metallurgical and materials transactions. 33A. 511-519 (2002)
• [文献書誌] Yoshinari, M., Shimono, M: "Bone response to calcium phosphate-coated and bisphosphonate immobilized titanium implant"Biomaterial. 23. 2879-2885 (2002)
• [文献書誌] Matsuzaka, K., Hayashi, S.: "Cell proliferation and expression of Cbfa-1 in a peripheral osteo-chondroma arising from the mandibular oral mucosa of an edentulous alveolar ridge"Bull Tokyo Dent. Coll.. 43・3. 181-185 (2002)
• [文献書誌] Mabuchi, R., Matsuzaka, K.: "Cell proliferation and cell death in periodonal ligaments during orthodontic tooth movement"J Periodontal Res.. 37. 118-124 (2002)