Investigation of mechanizm in orthodontocally root resorption through nothch signalinhg in periodontal ligament cells and Th17cells

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25463200
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 山口 大 日本大学, 松戸歯学部, 准教授 (60333100)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 歯根吸収 / 矯正力 / Notchシグナル / IL-17 / 歯根膜細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は矯正治療による歯根吸収発生メカニズムに対して歯根膜線維芽細胞とIL-17産生ヘルパーT細胞（Th17細胞）におけるシグナル伝達、特にNotchシグナルに焦点を当て歯根吸収時の歯根膜線維芽細胞とTh17細胞におけるNotch とそのリガンドであるJagged1の発現について,細胞生物学的、病理組織学的に検討し、重度歯根吸収発生機構の解明を行う。
平成27年度では、in vivoにおいて, 5週齢のWistar系ラットを用いて上顎第一臼歯を10gの至適矯正力で7日間近心に牽引し, 牽引側の切片はHE染色ならびに、Notchに対して抑制的に働き、骨形成に関与する因子である Wnt5a抗体を用いて免疫組織化学染色を行った。In vitroにおいてはヒト歯根膜細胞 (hPDL cells)にWnt5aを作用させ, ALPとCOL-1の発現をreal-time PCRを用いて検討した。
その結果、in vivoにおいて, 矯正力を加えたラットの牽引側歯根膜にはWnt5a陽性細胞の増加を認めた。さらに, in vitroにおいて,Wnt5a(100ng/ml)を添加したhPDL cellsのALPとCOL-1の発現が有意に増加した。この事からWnt5aはNotchシグナルを抑制し、歯根膜細胞の分化を増強する効果があることが明らかとなった。
平成28年度では4.0gの持続的圧迫力を加えた歯根膜細胞からリアルタイム-PCR法にてNotch, IL-17 mRNAの発現量を定量した結果、Notch, IL-17 mRNAの発現量が増大した。
以上の結果から, 歯の移動時の牽引側では歯根膜細胞において,Wnt5aシグナルを介してALPとCOL-1が誘導され, 歯根膜細胞分化を促進することにより骨形成を促進させる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] ラットの実験的歯の移動においてジグリングはIL-17を介して歯根吸収を重篤化する. (2017)
  • Author(s): 石川 友子，山口 大, 疋田 拓史，菊田 純，清水 真美，高橋 桃子，村上 嘉規，葛西 一貴.
  • Journal Title: 日大口腔科学 Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An energy dispersive x-ray microanalysis study in root apex of human cementum. (2017)
  • Author(s): Yao-Umezawa E, Yamaguchi M, Shimizu M, Kikuta J, Suzuki K, Kasai K.
  • Journal Title: Am J Orthod Dentofacial Orthop Volume: in press Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Individual Variations in the Hardness and Elastic Modulus of the Human Cementum. (2016)
  • Author(s): Yamaguchi M, Yao-Umezawa E, Tanimoto Y, Shimizu M, Kikuta J, Hikida T, Takahashi-Hikida M, Horihata S, Suzuki K, Kasai K.
  • Journal Title: Journal of Hard Tissue Biology Volume: 25. Pages: 345-350.
  • DOI: 10.2485/jhtb.25.345
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Jiggling force aggravates orthodontic root resorption via TNF-α during rat experimental tooth movement. (2016)
  • Author(s): Tanaka K, Yamaguchi M, Hikida T, Yoshino T, Kikuta J, Shimizu M, Takahashi M, Kasai K.
  • Journal Title: International Journal of Oral-Medical Sciences Volume: 14 Pages: 82-90
  • DOI: 10.5466/ijoms.14.82
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Comparison of orthodontic root resorption under heavy and jiggling forces during experimental tooth movement. (2016)
  • Author(s): Hikida T, Yamaguchi M, Shimizu M, Kikuta J, Yoshino T, Kasai K.
  • Journal Title: Korean J Orthod. Volume: 46 Pages: 228-241
  • DOI: 10.4041/kjod.2016.46.4.228
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Micro-osteoperforationsによるラット歯根膜のGeneChip遺伝子発現プロファイリング (2016)
  • Author(s): 山口大, 杉森匡，今村隆一，葛西一貴
  • Journal Title: 成人矯正歯科学会雑誌 Volume: 23 Pages: 2-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Daidzein inhibits relapse after experimental tooth movement (2017)
  • Author(s): Erika Nakayama, Masaru Yamaguch,Jun Kikuta, Takuji Hikida, Momoko hikida,Kazutaka Kasai
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relationship between root resorption and apoptosis in cementum. (2017)
  • Author(s): Yukari Minato, Masaru Yamaguchi, Mami Shimizu, Jun Kikuta, Takuji Hikida, Momoko Hikida,Masaaki Suemitsu, Kayo Kuyama, Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Jiggling force aggregates root resorption via production of inflammatory cytokines. (2017)
  • Author(s): Takuji Hikida., Masaru Yamaguchi., Mami Shimizu., Jun Kikuta., Momoko Hikida., Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Notch signaling aggravates root resorption by suppressing Wnt signaling. (2017)
  • Author(s): Jun Kikuta, Masaru Yamaguchi, Mami Shimizu, Takuji Hikida, Momoko Hikida, Takehiro Iwane,Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hypoxia induced by nasal obstraction natural killer cell activity. (2017)
  • Author(s): Tomonori Sato, Masaru Yamaguchi,Yoshiki Murakami, Ryoki Kobayashi, Sinichi Negishi, Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hardness and Ca/P ratio of cementum involve in root resorption. (2017)
  • Author(s): Eriko Umezawa-Yao, Masaru Yamaguchi, Mami ShimizJun Kikuta, Kunihiro Suzuki,Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The utility of GFRP orthodontic wire for clinical application (2017)
  • Author(s): Naomi Minami, Masaru Yamaguchi, Yasuhiro Tanimoto, Kiyoshi Arai, Masaaki Suemitsu, Kayo Kuyama, Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of nasal obstruction on the immune system (2017)
  • Author(s): Yoshiki Murakami, Masaru Yamaguchi, Mami Shimizu, Jun Kikuta, Tomonori Sato, Yurie Horigome, Ryoki Kobayashi ,Kazutaka,Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Micro-osteoperforations accelerate orthodontic tooth movement by activating PDL cell cycles (2017)
  • Author(s): Tadasu Sugimori, Masaru Yamaguchi, Mami Shimizu, Jun Kikuta, Takuji Hikida, Momoko Takahashi, Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Basic study of an orthodontic anchor screw using bioabsorble materials (2017)
  • Author(s): Masaru Yamaguchi, Momoko Takahashi, Yasuhiro Tanimoto, Eriko Umezawa-Yao, Kazutaka Kasai
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Compression Force Induces Wnt Signaling in Periodontal Ligament Cells (2017)
  • Author(s): Hitomi Saito, Masaru Yamaguchi, Mami Shimizu, Jun Kikuta, Yoshiki Murakami, Kazutaka Kasai.
  • Organizer: 95th International Association for Dental Research
  • Place of Presentation: San Francisco, Calif., USA
  • Year and Date: 2017-03-22 – 2017-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 歯の移動による歯根吸収とセメント細胞のアポトーシスの関与 (2016)
  • Author(s): 湊友香里、山口大、清水真美、菊田純、高橋桃子、吉野智一、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 歯の移動速度は皮質骨切除術により歯根膜細胞周期の活性化を介して促進する (2016)
  • Author(s): 杉森匡、山口大、清水真美、菊田純、疋田拓史、高橋桃子、村上嘉規、吉野智一、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 根尖部セメント質の物性および化学組成が歯根吸収の発生に及ぼす影響 (2016)
  • Author(s): 梅澤恵梨子、山口大、清水真美、吉野智一、菊田純、鈴木久仁博、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] GFRP矯正ワイヤーのin vivoによる歯の移動量の検討 (2016)
  • Author(s): 南奈緒美、谷本安浩、荒井清、山口大、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 歯の移動後のdaidzeinの後戻り抑制効果の検討 (2016)
  • Author(s): 中山瑛加、山口大、高橋桃子、疋田拓史、清水真美、菊田純、村上嘉規、吉野智一、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 軽度低酸素状態がラットNK細胞活性に及ぼす影響 (2016)
  • Author(s): 佐藤友紀、山口大、村上嘉規、小林良喜、根岸慎一、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] 持続的圧迫力がヒト歯根膜線維芽細胞のWnt5a発現に及ぼす影響について (2016)
  • Author(s): 斉藤瞳、山口大、菊田純、疋田拓史、高橋桃子、清水真美、村上嘉規、吉野智一、葛西一貴
  • Organizer: 第75回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま, 徳島県, 徳島市
  • Year and Date: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [Presentation] Jiggling force aggravates orthodontic root resorption via TNF-α during rat experimental tooth movement. (2016)
  • Author(s): Yamaguchi M, Hikida T, Yoshino T, Kikuta J, Shimizu M, Takahashi M, Kasai K.
  • Organizer: 38th Asia Pacific Dental Congress. .
  • Place of Presentation: Hong Kong, China.
  • Year and Date: 2016-06-17 – 2016-06-19
  • Int'l Joint Research