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歯根膜は、歯と骨を堅固に固定する弾性組織として機能するのみならず、歯周組織の修復・治癒、再生の場としての重要な役割を担う結合組織である。よって、歯周組織の恒常性を維持するためには、歯根膜の産生する細胞外基質(ECM)タンパクの質や量の調節制御が極めて重要であるものと考える。その一方で、高齢者の歯周組織には、メカニカルストレス、細菌種、酸化ストレスなどの様々な環境ストレスが蓄積し、進行した組織破壊を伴う重度の歯周病を呈することが散見される。しかしながら、加齢が歯根膜のECMタンパクのプロテオスタシスに及ぼす影響については、未だ明らかとなっていない。
本研究課題では、メカニカルストレス、細菌種などの様々な環境ストレスの蓄積によって誘導される歯根膜細胞の老化の病態生理を明らかにするために、Heat-Shock Proteins(HSPs)が歯根膜の代表的なECMタンパクであるコラーゲンの生成に果たす役割に焦点を当て解析した。老化ヒト歯根膜細胞ではコラーゲン特異的なHSP47の発現が低下し、三次元構造が変性したコラーゲンの増加が明らかとなった。老化ヒト歯根膜細胞においては、変性コラーゲンは小胞体周囲に集積し、ゴルジ体への細胞内輸送が障害されていた。その結果、成熟コラーゲンの分泌が低下し小胞体ストレスが誘導されていた。興味深いことにに、シャペロン活性化薬剤によりHSP47を含むHSPsの賦活が可能であり、老化ヒト歯根膜細胞においても成熟コラーゲン産生が回復することを見出した。高週齢マウスの組織学的解析においても、同様の結果を得た。
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