歯科生体材料から溶出する微量物質による細胞損傷とアレルギー反応発現機序の評価研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15390597
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 平 雅之 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (60179398)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 実 岩手医科大学, 歯学部, 助教授 (40187133) ; 齋藤 設雄 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (70137537) ; 荒木 吉馬 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (20005036)
• Keywords: Niイオン / ハプテン形成 / マウスマクロファージ / NO産生量 / PIXE / DNAマイクロアレー / 炎症性サイトカイン / 解毒系蛋白質

Research Abstract

(1)Niイオンと牛胎児血清(BSA)との反応解析:濃度の異なるNiイオンをBSAと反応させ、ゲル濾過装置によって蛋白分子量の変化を調べたところ、Niイオン量に比例して蛋白分子量が高分子側にシフトすることを確認した。2価のNiイオンが-SHを介して蛋白を架橋させ、ハプテン形成に関連すると考えられた。
(2)Niイオン配合培地中でのマクロファージ細胞培養実験:高濃度Niイオン(500μmol/L)を配合した培地中で培養したマウスPEC(マクロファージ)細胞中のNiイオン濃度をPIXEによって分析したところ、対照に比べNi量が10倍に増加し、マクロファージ細胞内にNiイオンが容易に蓄積されることを確認した。2次元電気泳動の結果、Niイオンによって多量のストレス蛋白が形成されることが示唆された。
(3)Niイオンによるマクロファージ細胞(PECとセルラインRAW264)の細胞傷害評価:培地中のNiイオンの増加に伴い細胞生存率は低下した。LPS刺激によって活性化したマクロファージのNO(ブリーラジカルの1種)産生量もNiイオン量の増加に伴い減少した。RAW264細胞のDNAマイクロアレー解析から、NiイオンはサイクリンG2 mRNAの発現を促進し、細胞周期の停止とアポトーシスを誘導することが示唆された。また、SOD1(活性酸素除去酵素)mRNAの発現を促進することから、Niイオンはマクロファージ内で高濃度の活性酸素の産生を誘導し、細胞障害を生じることが示唆された。Niイオンは解毒系のメタルチオネイン、ビメンチンやストレス蛋白8の産生を誘導することも確認された。Niイオンは炎症性サイトカイン(IL-1α、IL-1α、IL-6、TNF、プロスタグランジン)mRNAの発現を促進し、抗炎症性グルココルチコイドmRNAの発現を抑制するため、マクロファージ細胞に傷害作用を及ぼすのみならず、全身的な為害作用を惹起することも示唆された。

Research Products

• [Publications] Taira, M., Araki, Y., Nakao, H., Takahasi, J., Hyon, S.H., Tsutsumi, S.: "Cellular reactions to polylactide-based sponge and collagen gel in subcutaneous tissue"J.Oral Rehabil.. 30・1. 106-109 (2003)
• [Publications] Taira, M., Nakao, H., Takahashi, J., Araki, Y.: "Effects of two vitamins, two growth factors and dexamethasone on the proliferation of rat bone marrow stromal cells and osteoblastic MC3T3-E1 cells"J.Oral Rehabil.. 30・7. 697-701 (2003)
• [Publications] Taira, M., Toyosawa, S., Ijyuin, N., Takahashi, J., Araki, Y.: "Studies on osteogenic differentiation of rat bone marrow stromal cells cultured in type I collagen gel by RT-PCR analysis"J.Oral Rehabil.. 30・8. 802-807 (2003)
• [Publications] Taira, M., Furuuchi, H., Saitoh, S., Sugiyama, Y., Sekiyama, S., Araki, Y., Tabata: "Bio-sorption of acidic gelatin hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats"J.Oral Rehabil.. 31(印刷中). (2004)
• [Publications] Taira, M., Chosa, N., Sasaki K., Saitoh, S., Sato, N., Takahashi, J., Araki, Y.: "Eeffects of the medium, serum and dexamethasone on the cell proliferation and alkaline phosphatase activity of twice-passaged SD rats' bone marrow stromal cells"Journal of Oral Tissue Engineering. 1・1(印刷中). (2004)