生きた骨中骨細胞の分化過程とメカニカルストレスによる制御に関する基盤的研究

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20249081
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山本 照子 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00127250)
• 研究分担者: 高橋 一郎 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (70241643) ; 出口 徹 東北大学, 大学院・歯学研究科, 准教授 (30346457) ; 川木 晴美 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (70513670)
• キーワード: 機械的刺激応答 / 骨芽細胞 / 骨細胞 / 単一細胞 / カルシウム応答 / 細胞骨格 / 細胞接着斑 / 原子間力顕微鏡

研究概要

歯の移動に伴い、機械的刺激による骨吸収と骨形成が生じて骨の形態が変化するが、メカニカルストレス応答およびその伝達機構の詳細は依然不明である。我々は昨年度までに、分化段階の異なる骨芽細胞と骨細胞の物性の相違や細胞骨格タンパク質の分布の相違を見出し、さらに、骨組織中に存在する細胞を単離した後に個々の細胞に定量的なメカニカルストレス負荷を行う装置として原子間力顕微鏡を用いた検討を行った。その結果をもとに本年度はカルシウム指示薬を用いた、メカニカルストレス応答時の細胞内カルシウム濃度の変化や、遺伝子導入技術を用いた蛍光タンパク質融合細胞骨格タンパク質および焦点接着斑関連タンパク質の強制発現によりメカニカルストレス負荷後の細胞のイメージングシステム構築を完了し、単一細胞を標的としたメカニカルストレス負荷とその後の応答性について検討した。すなわち骨組織を形成する種々の分化段階の細胞を対象として、どの細胞が機械的刺激の作用点であるのか、また細胞のどの部位が主としてメカニカルストレスを受容するのかを検討した。その結果、60nNのメカニカルストレスを負荷した場合においては、細胞の辺縁部や突起と比較して弾性率の低い細胞中心部でメカニカルストレス応答を示す細胞が多かった。さらに、チロシン脱リン酸化阻害剤を用いてメカニカルストレスを負荷しその後の細胞応答を比較検討した結果、骨芽細胞と骨細胞の機械的刺激応答に焦点接着斑が寄与しておりその傾向は骨芽細胞においてより顕著であった。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of orthodontic treatment outcomes in adults with skeletal open bite between conventional edgewise treatment and implant-anchored orthodontics. (2011)
  • 著者名/発表者名: Deguchi T, Kurosaka H, Oikawa H, Kuroda S, Takahashi I, Yamashiro T, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Orthod Dentofacial Orthop. 巻: 139 ページ: S60-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] The three-dimensional morphometry and cell-cell communication of the osteocyte network in chick and mouse embryonic calvaria. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y, Ando R, Kamioka H, Ishihara Y, Honjo T, Kawanabe N, Kurosaka H, Takano-Yamamoto T, Yamashiro T.
  • 雑誌名: Calcif Tissue Int. 巻: 未定 ページ: accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sox9 expression during fracture repair. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shintaku Y, Murakami T, Yanagita T, Kawanabe N, Fukunaga T, Matsuzaki K, Uematsu S, Yoshida Y, KamiokaH, Takano-Yamamoto T, Takada K, Yamashiro T.
  • 雑誌名: Cells Tissues Organs. 巻: 未定 ページ: Accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibroblast growth factor 10 regulates Meckel's cartilage formation during early mandibular morphogenesis in rats. (2011)
  • 著者名/発表者名: Terao F, Takahashi I, Mitani H, Haruyama N, Sasano Y, Suzuki 0, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: Dev Biol. 巻: 350 ページ: 337-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences between sliding mechanics with implant anchorage and straight-pull headgear and intermaxillary elastics in adults with bimaxillary protrusion. (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyama I, lino S, Abe Y, Takano-Yamamoto T, Miyawaki S.
  • 雑誌名: Ear J Orthod. 巻: 33 ページ: 126-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intraoral vertical ramus osteotomy improved the stomatognathic function in an elderly patient with mandibular protrusion : a case report (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Y, Kuroda S, Kawanabe N, Takano-Yamamoto T, Yamashiro T.
  • 雑誌名: Acta Med Okayama. 巻: 64 ページ: 345-349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Test-retest reliability of MRI-based disk position diagnosis of the temporomandibular joint. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamatsu-Sakaguchi C, Maekawa K, Ono T, Yanagi Y, Minakuchi H, Miyawaki S, Asaumi J, Takano-Yamamoto T, Clark GT, Kuboki T.
  • 雑誌名: Clin Oral Investig 巻: 未定 ページ: Accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mandibular body lengthening by distraction osteogenesis for correction of skeletal class II problems with an impacted premolar. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahashi I, Terao F, Suzuki M, Kawamura H, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Oral Maxillofac Surg. 巻: 68 ページ: 2893-2902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Allergy-inducing nickel concentration is lowered by lipopolysaccharide at both the sensitization and elicitation steps in a murine model. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinbara M, Sato N, Kuroishi T, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y.
  • 雑誌名: Br J Dermatol. 巻: 164 ページ: 356-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of miniscrew taper morphology on insertion and removal toroue in does. (2010)
  • 著者名/発表者名: Cha JY, Takano-Yamamoto T, Hwang CJ.
  • 雑誌名: Int J Oral Maxillofac Implants. 巻: 25 ページ: 777-783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of Ten-m/Odz3 in the fibrous layer of mandibular condylar cartilage during postnatal growth in mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami T, Fukunaga T, Takeshita N, Hiratsuka K, Abiko Y, Yamashiro T, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: Anat.I 巻: 217 ページ: 236-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of mechanical stress-induced glutamate signaling-associated molecules in cytodifferentiation of periodontal ligament cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujihara C, Yamada S, Ozaki N, Takeshita N, Kawaki H, Takano-Yamamoto T, Murakami S.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 285 ページ: 28286-28297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of transverse dimensional changes in surgical skeletal Class III patients with and without presurgical orthodontics. (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang YC, Ko EW, Huang CS, Chen YR, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Oral Maxillofac Sum. 巻: 68 ページ: 1807-1812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Midfacial changes through distraction osteogenesis using a rigid external distraction system with retention plates in cleft lip and palate patients. (2010)
  • 著者名/発表者名: Daimaruya T, Imai Y, Kochi S, Tachi M, Takano-Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Oral.Maxillofac Surg. 巻: 68 ページ: 1480-1486
  • 査読あり
• [学会発表] 再生歯による移植システムの開発(1)一再生歯ユニットの作製と成体顎骨への生着の解析一 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野光政、大島正充、小川美帆、山崎大道、中尾一久、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第10回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110301-20110302
• [学会発表] 再生歯による移植システムの開発(2)一再生歯ユニットによる歯槽骨と歯の生理機能の回復 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大島正充、水野光政、今村彩、森田梨津子、小川美帆、山崎大道、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第10回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110301-20110302
• [学会発表] Self-face evaluation and self-esteem in young females : an fMRI study using contrast effect. (2011)
  • 著者名/発表者名: Oikawa H, Sugiura M, Sekiguchi A, Tsukiura T, Miyauchi CA, Hashimoto T, Takano-Yamamoto T, Kawashima R
  • 学会等名: Tohoku International Symposium on I : Multidisciplinary Neuroscience
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20110121-20110123
• [学会発表] TNF・aによる破骨細胞形成に対するIL-4の作用についてのjllvivoでの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井俊哉、北浦英樹、木村桂介、ザキウェリハカミ、山本照子
  • 学会等名: 第32回東北骨代謝研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-02-05
• [学会発表] 自己顔評価と自尊感情:Contrastet effectを用いたfMRI研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 及川拓、杉浦元亮、関口敦、月浦崇、宮内誠カルロス、橋本隆志、山本照子、川島隆太
  • 学会等名: 第6回犬山比較社会認知シンポジウム(ics2・6)
  • 発表場所: 犬山
  • 年月日: 20101218-20101219
• [学会発表] Labial and Lingual Bracket with or without miniscrew. (2010)
  • 著者名/発表者名: Deguchi T, Terao F, Sugawara Y , Kataoka T, Yamashiro T, Takano-Yamamoto T
  • 学会等名: 2^<nd> World Implant Orthodontic Conference
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20101210-20101212
• [学会発表] 歯の機能的な再生(1):再生歯ユニットの作製と成体顎骨への生着の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大島正充、水野光政、今村彩、小川美帆、山崎大道、中尾一久、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] 歯の機能的な再生(II>:再生歯ユニット移植による酋の生理的機能の再生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今村彩、大島正充、水野光政、森田梨津子、小川美帆、山崎大道、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-20101210
• [学会発表] Self-face evaluation and self-esteem in young females : an fMRI study using contrast effect. (2010)
  • 著者名/発表者名: Oikawa H, Sugiura M, Sekiguchi A, Tsukiura T, Miyauchi CA, Hashimoto T, Takano-Yamamoto T, Kawashima R
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2010
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 20101113-20101117
• [学会発表] Roles of IL-1 and Histamine in Nickel (Ni) Allergy in Mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinbara M, Nagai Y, Takano-Yamamoto T, Endo Y, Sugawara S
  • 学会等名: 8^<th> International Society for Interferon and Cytokine Research
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20101003-20101007
• [学会発表] 骨組織形成に関与するCCN2/CTGFのアンカーペプチドアプタマーの設計とその有用性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川木晴美、鈴木誠、藤井俊哉、久保田聡、滝川正春、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] マウス金属アレルギーモデルにおける交差反応:高純度金属塩による検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金原正敬、菅原俊二、遠藤康男、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] 三次元有限要素法による歯科矯正用ミニスクリューの植立角度と応力分析の関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木章裕、益田泰輔、出口徹、高橋一郎、鈴木治、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] 実験的歯の移動時の三叉神経節におけるVR・1陽性神経線維の継時的変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立理恵、出口徹、薮内利憲、上岡寛、市川博之、山本照子、山城隆
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] ミニスクリューを固定源として用いたラビアルおよびリンガルブラケット装置による臨床評価の比較・検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 出口徹、寺尾文恵、菅原康代、片岡伴記、山城隆、山本照子
  • 学会等名: 第70回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] PAOO(Periodontally Accelerated Osteogenic Orthodontics)で治療した上顎歯列弓の狭窄を伴う成人症例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤山光治、玉村長都、瀧野裕行、出口徹、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] 空隙歯列弓および偏位を伴う過蓋咬合上顎前突症例に置ける固定源としてのミニスクリューの有用性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小森亮、出口徹、富塚亮、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] ミニスクリューを用いて下顎歯列弓遠心移動を行った下顎前突症例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮島悠旗、出口徹、酒井雄一、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] 骨細胞に対する機械的圧縮力によるCTGFの発現とアポトーシスに関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星健治、川木晴美、高橋一郎、益田泰輔、鈴木治、上岡寛、山城隆、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] 若年女性における自己顔評価と自尊感情:Contrast effectを用いたfMRI研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 及川拓、橋本隆志、関口敦、宮内誠カルロス、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] イオンプレーティング法による矯正用金属コーティングの耐食性に関する検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北浦英樹、中尾紀子、藤田剛史、白石孝信、吉田教明、山本照子
  • 学会等名: 第69回日本矯正歯科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100927-20100930
• [学会発表] Self-face evaluation and self-esteem in young females an fMRI study using contrast effect (2010)
  • 著者名/発表者名: Oikawa H, Sugiura M, Sekiguchi A, Tsukiura T, Miyauchi MC, Hashimoto T, Takano-Yamamoto T
  • 学会等名: 2010年度包括型脳科学研究推進支援ネットワーク
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100727-20100730
• [学会発表] 矯正用インプラントを固定源として上顎前歯の牽引を行った上顎前突症例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹下信郎、福本恵美子、出口徹、高橋一郎、山本照子
  • 学会等名: 第26回東北矯正歯学会大会
  • 発表場所: 岩手
  • 年月日: 20100522-20100523
• [学会発表] 自分の口を知る (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本照子
  • 学会等名: 第4回東北大学基礎ゼミFD・ワークショップ
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Orthodontic treatment using mini-screw anchorage for patients with temporomandibular joint dysfunction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takano-Yamamoto T
  • 学会等名: 3^<rd>Asian Micro-Implant Anchorage Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] Orthodontic treatment using mini-screw anchorage for patients with temporomandibular joint dysfunction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takano-Yamamoto T
  • 学会等名: 2^<nd> World Implant Orthodontic Congress (WIOC)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] 機能的な歯の再生(1):機能的な歯の構造体:再由歯ユニットの作製技術の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野光政、大島正充、今村彩、小川美帆、中尾一久、山崎大道、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第8回日本再生歯科医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] 機能的な歯の再生(II):再生歯ユニット移植による生体顎骨への生着と歯槽骨再生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大島正充、水野光政、今村彩、小川美帆、山崎大道、中尾一久、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第8回日本再生歯科医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] 機能的な歯の再生(III):再生歯ユニット移植による歯の生理的機能の再生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎大道、水野光政、今村彩、小川美帆、山本照子、齋藤正寛、辻孝
  • 学会等名: 第9回日本再生歯科医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] 骨吸収抑制作用とは関連しないbisphosphonates(BPs)の鎮痛作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金始瑛、山本照子、永井康裕、菅原俊二、遠藤康男
  • 学会等名: 第52回日本歯科基礎医学会
  • 発表場所: 松戸
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] マウスNiアレルギーにおける好塩基球の関与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金原正敬、田中志典、永井康裕、山本照子、菅原俊二、遠藤康男
  • 学会等名: 第52回日本歯科基礎医学会
  • 発表場所: 松戸
  • 年月日: 2010-09-21
• [備考] ホームページ
  • URL: http://orthod.dent.tohoku.ac.jp/orthod/
• [備考] 星健治、益田泰輔、穴田貴久、川木晴美、新井史人、福田敏男、高橋一郎、鈴木治、山本照子;圧縮力負荷培養装置装置を用いた骨細胞のアポトーシスとCTGFの発現に関する研究。2010年12月13日、科学研究費補助金「特定領域研究」 マルチスケール操作によるシステム細胞工学 バイオ操作最終報告会にて報告。