CYTOPLASMIC CA++ AND BONE MECHANICAL/CHEMICAL COUPLING

细胞质 CA 和骨机械/化学耦合

基本信息

项目摘要

Orthodontic tooth movement requires the precise application of force directed towards moving the tooth through the alveolar bone along the dental arch. Orthodontic tooth movement is thus an example of directed bone remodeling, i.e., the imposition of external forces to reshape bone is made possible by the "biological plasticity" of bone. The biological plasticity of bone is made possible by the coordinated activities of osteoblasts and osteoclasts in the alveolar bone that somehow respond to this external force. We propose that a calcium-conducting stretch channel in the surface membrane of osteoblasts is the mechanical transducer responsible for detecting force and converting its energy into a biological response. We shall show that very small changes in osmotic pressure (i.e., < 5%), which open stretch channels in other cells, cause a significant increase in cytoplasmic calcium (Ca) - a well-known second messenger that is responsible for activating osteoblasts. The effect of osmotic-evoked stretches of the surface membrane on Ca is reproducible and fully reversible. Moreover, this rise in Ca disappears when extracellular calcium is removed, suggesting that this osmotic-induced rise in Ca is due to an influx of Ca. Our goal is to characterize this channel in the osteoblast-like cells (NC3T-E1), as well as osteoblasts isolated from fetal rat calvaria, discover specific inhibitors, and investigate its hormonal sensitivity. Understanding how this channel works will not only establish how orthodontists are able to move teeth, but will also contribute to our understanding of osseo-integration of dental implants, maxillofacial development, and the effects of gravity on the skeleton.
正畸牙齿运动需要精确应用力 指向将牙齿穿过肺泡骨沿 牙拱。 因此,正畸牙齿移动是指导的一个例子 骨骼重塑,即强加外力重塑骨头 通过骨头的“生物可塑性”使其成为可能。 生物学 通过协调活动使骨骼的可塑性成为可能 牙槽骨中的成骨细胞和破骨细胞,以某种方式响应 这个外力。 我们提出钙传导拉伸 骨细胞表面膜中的通道是机械的 负责检测力并将其能量转换为的传感器 生物学反应。 我们将证明渗透的变化很小 压力(即<5%),在其他细胞中打开拉伸通道,导致 细胞质钙(CA)的显着增加 - 众所周知的第二 负责激活成骨细胞的使者。 效果 Ca上表面膜的渗透诱发的拉伸是可重现的 并完全可逆。 而且,当CA中的这种上升消失了 去除细胞外钙,表明该渗透诱导 CA的上升是由于CA的涌入。 我们的目标是表征这个 在成骨细胞样细胞(NC3T-E1)以及成骨细胞中的通道 从胎儿大鼠瓦尔瓦里亚分离,发现特定的抑制剂,并 研究其激素敏感性。 了解这个频道如何 作品不仅会确定牙齿矫正医生如何移动牙齿,还可以 但也将有助于我们理解Osseo的整合 牙科植入物,颌面发育和重力的影响 在骨骼上。

项目成果

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