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本研究は、ビスフォスフォネート製剤（以下BP）関連顎骨壊死の病態解明を目的とした基礎的研究である。近年、窒素を含むBP製剤（NBP）は破骨細胞のみならず、他の細胞にも取り込まれ様々な反応を示すことが明らかとなっており、骨芽細胞に対する作用も想定される。また、NBPはリモデリング活性の高い部分で作用することから、歯槽骨および顎骨に加わる力学的負荷を想定し、BPの作用を受けた骨芽細胞の機械的圧縮ストレス刺激に対する反応を検討した。
実験には、マウス由来骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1）を用いた。Zoledronate（Zol）は骨芽細胞培養時に添加し(10ng/m，100ng/ml）、機械的圧縮ストレスはガラスシャーレと鉛球を応用した直接的圧縮刺激にて負荷を加えた（重量：4g，8g，16g，作用時間：24時間，48時間）。細胞増殖活性はWST-1を用い、ALP活性、sRANKL、OPGの遺伝子発現と蛋白濃度をReal-time PCR法およびELISA法にて測定した。
細胞増殖活性においてZol添加、機械的圧縮ストレス負荷において有意な変化は認めなかった。ALPは mRNA発現およびALP産生量はZolの添加（10ng/ml，100ng/ml）により有意に上昇し、RANKLはいずれの刺激においても影響を示さなかったが、OPGは、Zolの添加および機械的圧縮ストレス負荷 の両方で、mRNA発現 およびOPG産生量は、有意に低下した。
これらの結果からBPはALPの上昇によって骨芽細胞分化を促進するが、OPGの低下によって破骨細胞分化も促進させると考えられる。よってBPおよび顎骨への機械的圧縮ストレスは、骨芽細胞において骨代謝回転に促進的に作用することからBPの歯槽骨および顎骨への沈着も促進していることが示唆され、BP投与患者では、歯槽骨および顎骨に加わるメカニカルストレスが骨形成の活性増加からBPの骨への沈着を促進し、特異的に病変が発症しうる可能性が考えられた。
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