エナメル質の石灰化機構と結晶基質蛋白の相互作用に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10470385
• 研究機関: 日本歯科大学
• 研究代表者: 青葉 孝昭 日本歯科大学, 歯学部, 教授 (30028807)
• 研究分担者: 柳下 寿郎 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (50256989) ; 田谷 雄二 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (30197587)
• キーワード: エナメル質 / 石灰化 / アパタイト / 結晶成長 / 溶液イオン組成 / 過飽和度 / 基質蛋白 / アメロジェニン

研究概要

歯や骨の硬組織における石灰化反応は、組織固有の分化した細胞群によって囲まれた微小環境下で時間的および空間的に秩序だった過程を経て進行する。これらの石灰化反応に関連して、(1)生体内の水溶液相において、どのようにして最初の結晶核が生成され、いかなる頻度で現れるかという核生成機構と、(2)いかなる成長過程を経て組織特異な結晶の形態や大きさが決定されるのか、が多くの関心を捉えてきた。生体内で最も大きく成長するエナメル結晶は、これらの問題に解答を与える格好のモデルと考えられる。平成11年度の研究活動のなかで、(1)CaイオンとMgイオンとが競合的にアパタイト結晶表面に吸着することから、エナメル結晶表面でのこれらの陽イオン種の吸着プールを求めた。さらに、全Caイオン量から吸着プールに属する分画を除くことにより、フリー状態にあるCaイオン量も推定することができた。(2)石灰化の制御因子であるフッ素イオンとピロリン酸イオンの作用機序とエナメル結晶との関わりについて報告した。また、(3)う蝕機構との関連において、口腔内でのエナメル質表面での化学反応機構についても、エナメル結晶の溶解度を踏まえて沈殿・溶解速度のシミュレーション解析を行った。最終年度においては、当初の計画にしたがって、エナメル溶液内の可溶性分子の同定、溶液組成に基づく過飽和度の評価、細胞膜を介した物質輸送を考慮した実験系でのエナメル蛋白共存下での結晶成長過程を検討していく。

研究成果

• [文献書誌] Aoba T: "DISCOVERY! Voyage to the Land of Developmental Enamel Mineralization."J Dent Res.. 78・11. 1673-1676 (1999)
• [文献書誌] 青葉孝昭: "「今、エナメル質表層に何が起こっているか?」-脱灰と再石灰、この奇妙な現象を探る"日本歯科医師会雑誌. 52・7. 804-813 (1999)
• [文献書誌] Y. Shimazu, et al.: "Functional significance of pyrophosphate in discrete forms in the mineralizing milieu."Jpn J Oral Biol.. 41・3. 193-201 (1999)
• [文献書誌] K. Sato, et al.: "Thermally-accelerated fluoridation of human enamel and dentin: plausible orderings of fluorine along the OH-column in apatite structure."J Nippon Dental University. 2. 36-41 (1999)
• [文献書誌] 青葉 孝昭: "生体の抗う蝕要因:再石灰化現象とう蝕病変の可逆性"日本歯科医学会雑誌. 18. 120-123 (1999)
• [文献書誌] K. Sato, et al.: "Carbonation of enamel apatite crystals: lattice substitutions and surface adsorption."Jpa J Oral Biol.. 41. 61-68 (1999)
• [文献書誌] T. Aoba, et al.: "Two discrete environments of calcium on the surface of enamel and synthetic apatites."Jpa J Oral Biol.. 41. 53-60 (1999)