象牙芽細胞の細胞膜情報伝達系と細胞機能-容量性Ca^<2+>流入チャネルに着目して-

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13771103
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 渋川 義幸 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (30276969)
• Keywords: 象牙芽細胞 / 容量性カルシウム流入チャネル / イオンチャネル / 歯髄 / パッチクランプ法 / IP_3受容体 / 細胞内カルシウムストア / 細胞内カルシウムイオン濃度

Research Abstract

1.象牙芽細胞の容量性Ca^<2+>流入チャネルに着目し、象牙質形成制御機構を検索した。
副交感伝達物質(ムスカリン)、疼痛因子(ATP)、炎症性物質(ブラジキニン)は、象牙芽細胞膜受容体に結合しIP_3-induced Ca^<2+> releaseを介してCa^<2+>ストアの枯渇を誘発する。この枯渇が、細胞内Ca^<2+>輸送である容量性Ca^<2+>流入を引き起こし、生理・病態生理学的な象牙質形成を駆動している事が判明した。
2.多くの細胞で容量性Ca^<2+>流入チャネル発現が報告されているにも関わらず、その活性化機構は謎である。そこで細菌由来プロテアーゼによる本チャネル抑制機構を検討した。
(1)歯周病原性を有するP.gingivalisが産生するプロテアーゼ(RGP)は、リシン-アルギニンの結合を切断する。細胞内IP_3受容体には、このリシン-アルギニンが多く存在する。
(2)RGPが、容量性Ca^<2+>流入を不可逆的に抑制した。しかし、プロテアーゼ活性を消失させると、その抑制は可逆的に生じた。
従ってIP_3受容体は物理的に容量性Ca^<2+>流入チャネルと結合し(direct-couling theory)、そのチャネルの活性化モードを修飾する事で、本チャネルの開口を直接活性化している可能性が示唆される。
以上より、容量性Ca^<2+>流入が象牙芽細胞機能を調節する細胞内シグナルであるとともに、本チャネルが細胞内IP_3受容体によって直接活性化される機構が提案される。また、P.gingivalisが、容量性Ca^<2+>流入チャネルに作用する事から、歯周病を含めた口腔内慢性炎症性疾患発症機構の因子が、チャネル修飾によって生じている可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Shibukawa Y, Suzuki T: "Ca^<2+> signaling mediated by IP_3-dependent Ca^<2+> releasing and store-operated Ca^<2+> channels in rat odontoblasts"Journal of Bone and Mineral Research. Vol.18, No.1(In press). (2003)
• [Publications] Shibukawa Y, Suzuki T: "Calcium signaling mediated by IP_3-sensitive Ca^<2+> stores in odontoblasts : -Store-operated Ca^<2+> channels and autonomic regulation -"Proceedings for the International Conference on Dentin/Pulp Complex 2001. 105-109 (2002)
• [Publications] Shibukawa, Y., Shintani, M., Kumai, T., Kato, Y., Kato, M., Suzuki, T., Nakamura, Y.: "Activation of Human Primary Motor Cortex during Observation of Jaw Movements"Proceedings of the 13^<th> International Conference on Biomagnetism, VDE Verlag, Berlin. 401-403 (2002)
• [Publications] Mochizuki, K., Sekine, H., Shibukawa, Y., Shintani, M., Yakushiji, M., Suzuki, T., Ishikawa, T.: "Magnetencephalographic representation of the periodontal sensation from bilateral maxillary permanent canine teeth in human primary somatosensory cortex"Proceedings of the 13^<th> International Conference on Biomagnetism, VDE Verlag, Berlin. 430-432 (2002)
• [Publications] Sekine, H., Shibukawa, Y, Suzuki, T., Kishi, M., Shintani, M., Ishikawa, T.: "The activities of area 3a following periodontal mechanical stimulation"Proceedings of the 13^<th> International Conference on Biomagnetism, VDE_Verlag, Berlin. 433-435 (2002)
• [Publications] Shibukawa, Y., Shintani, M., Kumai, T., Suzuki, T., Nakamura, Y.: "Cortical magnetic fields in association with voluntary jaw movements"NeuroImage. Vol.16, No.2(Available on CD-Rom). (2002)
• [Publications] Kasahara, M., Shibukawa, Y, Matsuura, N., Ichinohe, T., Suzuki, T., Kaneko, M.: "Effect of an NMDA receptor antagonist on pain-related somatosensory evoked magnetic fields (pain-SEFs) evoked by trigeminal nerve stimulation"NeuroImage. Vol.16, No.2(Available on CD-Rom). (2002)
• [Publications] Kato, Y., Shibukawa, Y., Kato, M., Suzuki, T., Akine, Y., Shintani, M.: "A MEG study of somatic hallucination"NeuroImage. Vol.16, No.2(Available on CD-Rom). (2002)
• [Publications] Suzuki, T., Shibukawa, Y, Kumai, T., Shintani, M.: "Face Area of Somatosensory Cortex in Humans Identified by Whole Head Magnetoencephalography"NeuroImage. Vol.16, No.2(Available on CD-Rom). (2002)