メカニカルストレスによる歯根膜細胞におけるMMPsの発現とその制御機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671986
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 三谷 英夫 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (50014220)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 一郎 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (70241643) ; 三木 美麗 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10236820)
• Keywords: MMOs(Matrix Metalloproteinases) / メカニカルストレス / 歯周組織改造現象 / 骨芽細胞 / 歯根膜細胞 / in situ hybridazation / 細胞外基質 / 歯科矯正学的歯の移動

Research Abstract

歯周組織改造機構を解明する上で、歯根膜組織とその基質分解に寄与するMMPsに着目し、メカニカルストレスによる歯周組織改造機構における歯根膜細胞の果たす役割を明らかにすることを目的としてMMPsの発現とその制御機構を検討した。その結果、以下のような知見を得た。
1.MMPsの遺伝子の発現とその局在をin situ hybridizationにより検討するため、6週齢ラットに矯正力を負荷し歯の移動を行った。経時的に屠殺し、通報に従って、固定・脱灰・包埋を行った。その結果、MMP-2は対照群歯周組織において、セメント質表層の細胞と破骨細胞に発現していた。歯の移動2日目においては、圧迫側歯根膜に強く発現が認められたが、硝子様変性部位には認められなかった。MMP-8は対照群では、セメント質表層と骨細胞に認められた。歯の移動2日目では圧迫側に強く発現した。MMP-9は対照群も歯の移動群も破骨細胞にのみ発現していた。MMP-13は対照群では骨基質表層の細胞と骨細胞に発現していたが、歯の移動群では4日目に圧迫側で強い発現が認められた。すべてのMMPsの発現は-過性であり、歯の移動14日目で対照群と同様な発現パターンに戻った。
2.ヒト歯根膜細胞のMMP-1,2,9,MT1-MMP,TIMP-1,TIMP-2,TIMP-3の遺伝子発現について検討した。周期的伸展刺激負荷後もしくは圧縮力負荷後に、total RNAを抽出し、半定量的砕RT-PCR法により遺伝子発現を解析した。またプロスタグランジン合成酵素の遺伝子発現パターンを調べると、inducible enzymeであるCOX-2の遺伝子発現の上昇が認められ、COX-2を介するプロスタグランジンの合成が推測された。プロスタグランジンを添加するとメカニカルストレス負荷時と同様な変化を示した。

Research Products

• [Publications] 千葉美麗: "メカニカルストレスによる歯根膜細胞の初期応答"日本機会学会 第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. No.00-35. 192-193 (2000)
• [Publications] M.Kubota: "Estblishment of Immortalized Periodontal ligament cell lines and gene expression"Journal of Dental Research. 80. 585 (2001)
• [Publications] 山口希実: "メカニカルストレスによる歯根膜線維芽細胞の転写因子c-fosの発現誘導"日本実験力学学会 第一回研究発表講演会講演論文集. No.1. 83-86 (2001)
• [Publications] 千葉美麗: "1,25(OH)2D3, RANKL, M-CSF併用によるstage-specificなヒト破骨細胞分化誘導相乗作用"日本骨代謝学会誌. 19巻2号. 99 (2001)
• [Publications] 千葉美麗: "In vivo electroporationやadenovirus vectorを用いた歯周組織への遺伝子導入法の確立-歯周疾患遺伝子治療の基礎的検討-"歯科基礎医学会誌. 43巻5号. 540 (2001)
• [Publications] H.KANZAKI: "RANKL Upregulation in the Compressed Area of Periodontal Ligament induces Orthodontic Tooth Movement"Journal of Dental Research. 81(in press). (2002)
• [Publications] C.MATSUMOTO: "Synergistic human osteoclast differentiation inducing by the combined use of 1,25(OH)2D 3, RANKL, and M-CSF"Journal of Dental Research. 81(in press). (2002)
• [Publications] M.NISHIMURA: "The Expression of Osteoprotegerin in the Periodontal Ligament in Experimental Tooth Movement"Journal of Dental Research. 81(in press). (2002)
• [Publications] S.TSUCHIYA: "Gene transfer into periodontal tissue by in vivo electroporationon"Journal of Dental Research. 81(in press). (2002)
• [Publications] Kanzaki: "Dual regulation of osteoclast differentiation by periodontal ligament cells through ODF stimulation and OPG inhibition"Journal of Dental Research. vol.80, No.3. 887-891 (2001)
• [Publications] Kanzaki.H: "Periodontal Ligament Cells Under Mechanical stress induce Osteoclastogenesis by Receptor Activatior of Nuclear Factor κ B Ligand Up-Regulation via Prostaglandin E2 Synthesis"Journal of Bone and Mineral Research. vol.17, No.2. 210-220 (2002)
• [Publications] Yamaguchi N: "Mechanical stress induces c-fos mRNA expression in human periodontal ligament cells"Archives of Oral Biology. (in press). (2002)