振動刺激とコラーゲン線維のリモデリング

振动刺激和胶原纤维重塑

• 批准号: 15791203
• 负责人: 簡野 瑞誠
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15791203/
• 关键词: 機械的刺激; 歯根膜の再生; プロテオグライカン; Cbfa1; Runx2; アンキローシス; 一酸化窒素(NO); 歯根膜; 廃用性萎縮; 再賦活化; 振動刺激; 矯正; 細胞増殖

【目的】歯根膜恒常性の維持には、咬合刺激などの機械的刺激が不可欠である。このような刺激と歯根膜再生との関連を明らかにするために、本研究では、培養歯根膜細胞および未分化骨系細胞に進展刺激を与えるin vitroの系と、ラット臼歯を用いた歯の移植モデルに咬合刺激を作用させたin vivoの系にて、検討を行った。【材料および方法】Flexercell Strain Unitを用いて、歯根膜細胞およびstromal cell line ST2に対し、伸展刺激を48時間にわたり与え、歯根膜細胞におけるプロテオグライカンの産生や、ST2細胞の分化、また、両者の石灰化に及ぼす影響について検討した。ラット臼歯移植モデルにおいては、咬合刺激を対象に、術後のアンキローシス発生機序や歯根膜細胞に与える影響を検討した。【結果】歯根膜細胞は伸展刺激により、デコリンをはじめとするプロテオグライカンやtype I collagenの産生が上昇し、アルカリフォスファターゼ活性は低下した。未分化間葉系ST2細胞においては、骨芽細胞の分化マーカーであるCbfa1/Runx2 mRNAの発現が弱い刺激では増加し、強い刺激では減少した。一方、強い刺激ではアルカリフォスファターゼ活性は低下し、type I collagenの産生が上昇した。ラット臼歯移植モデルでは、移植後、咬合刺激を排除するとアンキローシスが起こり、移植直後の咬合刺激は歯根吸収をおこすことが明らかとなった。また、咬合刺激により、歯根膜細胞ではiNOS陽性細胞およびBrdU陽性細胞数が増加した。【考察】歯根膜において、機械的刺激は細胞の分化および増殖を促進し、石灰化を抑制していることが示唆された。また、歯の移植後の歯根膜の再生には、咬合刺激などの機械的刺激が不可欠であり、これらが、NO(一酸化窒素)などの産生を通じて、アンキローシスを抑制していることが明らかにされた。

[目的]咬合刺激等机械刺激对于维持牙周膜稳态至关重要。为了阐明这种刺激与牙周膜再生之间的关系，在本研究中，我们使用了对培养的牙周膜细胞和未分化骨细胞提供生长刺激的体外系统，并使用大鼠磨牙进行了牙齿生长试验。使用体内系统进行的研究，其中将咬合刺激应用于移植模型。 [材料与方法] 使用Flexercell Strain Unit，对牙周膜细胞和基质细胞系ST2施加拉伸刺激48小时，观察牙周膜细胞中蛋白多糖的产生、ST2细胞的分化以及钙化对牙周膜细胞的影响。研究了钙化情况。在大鼠磨牙移植模型中，我们利用咬合刺激研究了术后强直的机制及其对牙周膜细胞的影响。 [结果]牙周膜细胞的拉伸刺激增加了包括核心蛋白聚糖和I型胶原在内的蛋白多糖的产生，并降低了碱性磷酸酶活性。在未分化间充质ST2细胞中，成骨细胞分化标志物Cbfa1/Runx2 mRNA的表达在弱刺激下增加，在强刺激下减少。另一方面，强刺激会降低碱性磷酸酶活性并增加 I 型胶原蛋白的产生。在大鼠磨牙移植模型中，发现移植后去除咬合刺激时会出现强直，并且移植后立即进行咬合刺激会导致牙根吸收。此外，咬合刺激增加了牙周膜细胞中 iNOS 阳性细胞和 BrdU 阳性细胞的数量。 [讨论]机械刺激促进细胞分化和增殖，抑制牙周膜矿化。此外，咬合刺激等机械刺激对于牙齿移植后牙周膜的再生至关重要，并且已发现这些机械刺激通过NO（一氧化氮）的产生来抑制关节强直。

项目成果

Modulation of extracellular matrix synthesis and alkaline phosphatase activity of periodontal ligament cells by mechanical stress.

通过机械应力调节牙周膜细胞的细胞外基质合成和碱性磷酸酶活性。

• 发表时间: 2005
• 作者: Ozaki S