歯の移動における骨細胞の細胞死とダメージ関連分子の破骨細胞形成への影響の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22K17244
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大堀 文俊 東北大学, 歯学研究科, 助教 (90937129)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 矯正学的歯の移動 / 骨細胞 / 細胞死 / 破骨細胞 / DAMPs

研究実績の概要

本研究の目的は、骨細胞を用いて圧迫側の環境（低酸素・低栄養等）を再現し、その際に放出される因子が破骨細胞形成に与える影響、および歯の移動における骨細胞の細胞死とDAMPsが破骨細胞形成に与える影響を解明することである。これまでに(1)FACSを用いたprimary骨細胞の単離、(2)低栄養、低酸素環境下における骨細胞の解析、(3)骨細胞より放出されたDAMPsを含む因子が破骨細胞形成へ与える影響の解析、(4)矯正学的歯の移動時の骨細胞細胞死の破骨細胞形成への影響の解析を行った。
2% O2環境下で培養された骨細胞のRNAシークエンス解析およびreal-time PCRにより、Lipocalin 2 (LCN2)をコードするLCN2遺伝子発現が増加することを見出した。破骨細胞前駆細胞にRANKLの存在下でLCN2を作用させたところ、破骨細胞形成に変化が見られなかった。しかし、LCN2を骨細胞に作用させてreal-time PCRを行うと、RANKLの遺伝子発現が増加した。また、骨細胞を無血清培地で培養すると、血清が含まれている培地で培養した骨細胞と比較して細胞突起の長さに変化が見られた。さらに、細胞死させた骨細胞のconditioned mediumで破骨細胞前駆細胞を培養すると破骨細胞数が増加した。歯の移動2日から骨細胞の細胞死は観察され、歯の移動6日でempty lacunaeが増加した。TEMの解析により、圧迫側ではアポトーシス様骨細胞やネクローシス様骨細胞が観察されたため、歯の移動に伴い様々な種類の骨細胞の細胞死が存在することが明らかとなった。また、破骨細胞数は歯の移動6日から増加した。以上の結果より、矯正学的歯の移動における低酸素・低栄養環境下の骨細胞が発現する因子や細胞死に伴い放出されるDAMPsは、破骨細胞形成を増強していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of age on orthodontic tooth movement in mice (2024)
  • 著者名/発表者名: Kanou Kayoko、Kitaura Hideki、Noguchi Takahiro、Ohori Fumitoshi、Marahleh Aseel、Kinjo Ria、Ma Jinghan、Ren Jiayi、Ogasawara Kouetsu、Mizoguchi Itaru
  • 雑誌名: Journal of Dental Sciences 巻: 19 ページ: 828～836
  • DOI: 10.1016/j.jds.2023.09.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generating Bone Marrow Chimeric Mouse Using GPR120 Deficient Mouse for the Study of DHA Inhibitory Effect on Osteoclast Formation and Bone Resorption (2023)
  • 著者名/発表者名: Ma Jinghan、Kitaura Hideki、Ohori Fumitoshi、Noguchi Takahiro、Marahleh Aseel、Kinjo Ria、Kanou Kayoko、Ren Jiayi、Miura Mariko、Narita Kohei、Mizoguchi Itaru
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 ページ: -
  • DOI: 10.3390/ijms242317000
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Azilsartan inhibits inflammation-triggered bone resorption and osteoclastogenesis in vivo via suppression of TNF-α expression in macrophages (2023)
  • 著者名/発表者名: Fan Ziqiu、Kitaura Hideki、Ren Jiayi、Ohori Fumitoshi、Noguchi Takahiro、Marahleh Aseel、Ma Jinghan、Kanou Kayoko、Miura Mariko、Narita Kohei、Lin Angyi、Mizoguchi Itaru
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 14 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fendo.2023.1207502
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Docosahexaenoic acid inhibits TNF-α-induced osteoclast formation and orthodontic tooth movement through GPR120 (2023)
  • 著者名/発表者名: Ma Jinghan、Kitaura Hideki、Ogawa Saika、Ohori Fumitoshi、Noguchi Takahiro、Marahleh Aseel、Nara Yasuhiko、Pramusita Adya、Kinjo Ria、Kanou Kayoko、Kishikawa Akiko、Ichimura Atsuhiko、Mizoguchi Itaru
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.929690
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The osteocyte and its osteoclastogenic potential (2023)
  • 著者名/発表者名: Marahleh Aseel、Kitaura Hideki、Ohori Fumitoshi、Noguchi Takahiro、Mizoguchi Itaru
  • 雑誌名: Frontiers in Endocrinology 巻: 14 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fendo.2023.1121727
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effect of DAMPs released from osteocyte necroptosis on osteoclastogenesis (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohori F, Kitaura H, Noguchi T, Marahleh A, Ma J, Kanou K, Miura M, Ren J, Narita K, Ren J, Mizoguchi I.
  • 学会等名: American Society for Bone and Mineral Research 2023 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of osteocyte necroptosis on osteoclastogenesis during orthodontic tooth movement (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohori F, Kitaura H, Noguchi T, Marahleh A, Ma J, Kanou K, Miura M, Ren J, Ren J, Narita K, Mizoguchi I.
  • 学会等名: The 71st Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • 国際学会
• [学会発表] ネクロプトーシスした骨細胞が矯正学的歯の移動に伴う破骨細胞形成に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大堀文俊、北浦英樹、野口隆弘、Marahleh Aseel、Ma Jinghan、加納佳与子、三浦まり子、成田昂平、溝口到
  • 学会等名: 第82回日本矯正歯科学会学術大会