歯根膜細胞の分化を調節する因子の同定

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470460
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 春日井 昇平 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70161049)
• 研究分担者: 大井田 新一郎 鶴見大学, 歯学部, 助教授 (10114745) ; 小田 茂 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70160869) ; 黒田 真司 東京医科歯科大学, 歯学部・附属病院, 助手 (50323689)
• キーワード: 歯周組織 / 再生 / アメロジェニン / S100A4 / カルシウム結合タンパク / 石灰化 / メカニカルストレス / 骨

研究概要

歯根膜組織は生理的状態において石灰化しないことから、歯根膜組織に石灰化抑制機構が存在することが推測される。また、歯根膜組織中にはセメント芽細胞あるいは骨芽細胞に分化する細胞が存在し、エナメル基質中に存在する何らかの因子によりセメント芽細胞に分化する可能性が報告されている。本研究の目的は、石灰化組織形成抑制因子、およびエナメル基質中に存在すると推測されている歯根膜細胞分化促進因子を同定することである。歯根膜の石灰化抑制機構に関しては、カルシウム結合タンパクの一つであるS100A4に焦点を絞り実験をおこなった。S100A4の発現が歯根膜組織で高いこと、歯根膜細胞がこのタンパクを分泌すること、S100A4は歯根膜のコラーゲン分子に近接して存在することを明らかにした。また、培養歯根膜細胞にメカニカルストレスを負荷すると、細胞骨格系タンパクとともにS100A4の発現が増加した。骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1細胞)におけるこのタンパクの発現は低いが、このタンパクの発現を抑制するとMC3T3-E1細胞はより多くの石灰化組織を形成した。これらの結果から、S100A4は歯根膜組織における石灰化組織形成抑制因子として作用している可能性が示唆される。一方、ブタのエナメル基質抽出物(EMD)は、マウス骨髄細胞由来のKusa細胞の増殖と分化を促進し、石灰化組織の形成量を増加させることを明らかにした。EMDが骨芽細胞に対してもこのような促進作用を示すことは、歯周組織の再生においてもプラスに作用していると考えられる。EMD中の有効成分を明らかにすることが重要であるが、Kusa細胞はEMD中の生理活性物質を追跡するのに有用な細胞である。ブタのリコンビナントアメロジェニンがKusa細胞の分化誘導を促進したことから、EMD中の有効成分がアメロジェニンである可能性は高いと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Itoh D,Yoneda S,Kuroda S,Kondo H,Ohya K,Ohyama T,Kasugai S: "Production of recombinant porcine amelogenin."Journal of Bone and Mineral Research. 15(suppl.1). S247 (2000)
• [文献書誌] Yoneda S,Itoh D,Umezawa A,Kondo H,Kuroda S,Ohya K,Ohyama T,Kasugai S.: "Effects of enamel matrix derivative (EMDOGAIN) on bone marrow stromal cells."Journal of Bone and Mineral Research. 15(suppl.1). S345 (2000)
• [文献書誌] Duarte WR,Shibata T,Takenaga K,Ikeda K,Yamauchi M,Ohya K,Ishikawa I,Kasugai S: "S100A4 is lnvolved in Ca-induced chemotaxis and motility of osteoblastic cells (MC3T3E1)."Journal of Bone and Mineral Research. 15(suppl.1). S506 (2000)
• [文献書誌] Yoneda S,Kasugai S,Itoh D,Umezawa A,Kondo H,Kuroda S,Ohya K,Ohyama T.: "Effect of enamel matrix derivative (EMDOGAIN) on osteoblastic cells."Journal of Dental Research. 79(Special Issue). 474 (2000)
• [文献書誌] Duarte WR,Kasugai S,Iimura T,Takenaga K,Ikeda K,Ohya K,Ishikawa I.: "Role of S100A4 calcium-binding protein in mineralized nodule formation."Journal of Dental Research. 79(Special Issue). 221 (2000)