プロテオグリカンがインプラント-骨界面構造の形成と長期維持に関与する可能性

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13771200
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 松浦 尚志 福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (60330966)
• Keywords: インプラント / プロテオグリカン / 骨芽細胞 / 石灰化 / コラーゲン / デコリン / バイグリカン / 遺伝子発現

Research Abstract

インプラント-骨界面は40-200nmの未石灰化層からなり,その層にはプロテオグリカンが存在し,何らかの機能を果たしていると推測されているが,科学的根拠は示されていない.そこで,in vitroで骨芽細胞をチタンインプラント材料(Ti)上で培養し,細胞の前石灰化期から石灰化期にかけてプロテオグリカンがどのように発現していくかを調べることにより,プロテオグリカンのインプラント-骨界面における存在と機能の可能性を探ることとした.マウス頭頂骨由来のMC3T3-E1細胞をTi上で10〜50日間培養し,その培養細胞のホモジネートから,カルシウムの定量およびデコリン(DCN)とバイグリカン(BGN)の発現mRNAの定量を行った.カルシウム量はDNA量に対する比率で,mRNA量はグリセロアルデヒド3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)発現mRNA量との比率で表した.なお,Tiに対するコントロールとして細胞培養プラスチックウェル(Pl)上でも検討した.Pl上とTi上での骨芽細胞のI型コラーゲン(COL)およびアルカリフォスファターゼ(ALP)のmRNA発現のピークは培養20日後と30日後であり,Ti上での骨芽細胞の分化はPl上に比べ遅れていた.カルシウムの沈着も,Pl上では培養20日後から始まり,30日後以降経時的に増加したのに対し,Ti上では培養40日後から開始し,石灰化に遅延が認められた.前石灰化期から石灰化期にかけてのプロテオグリカンのmRNA発現の変化は,Pl上,Ti上ともに類似したものであった.DCNは石灰化が始まると経時的に増加し,培養50日後には前石灰化期の2倍量に達した.一方,BCNは前石灰化期から石灰化期を通じ、顕著な、特徴的な変化を示さなかった・これらの結果から,DCNとBGNはインプラント-骨界面構造の形成において異なった役割を担う可能性が推測される.

Research Products

• [Publications] Matsuura T, Cheng H, Duarte WR, Uzawa K, Yamauchi M: "Differential expression of decorin and biglycan genes during mouse tooth development"Matrix Biology. 20・(5-6). 367-373 (2001)