Root-caries repair agent developed using reverse phase transformation from apatite to octacalcium phosphate

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本申請課題のテーマは全て成功裏に終了しているため、アモルファスリン酸カルシウム(ACP)の生体内利用の可能性をより深く検証する目的で、下記に関して課題を拡張した追加研究を行っている。1) ACP基板上に細胞が産生する石灰化物の形態制御研究代表者が開発したACPナノ粒子圧縮成形基板を、実際の体内における歯骨再生研究に利用するため、基板上に形成するアパタイト(HAP)の形態を詳細に調査した。具体的には骨芽細胞に分化するKUSA, C2C12細胞の両者と、象牙芽細胞に分化するPPU-7細胞を基板上で培養し、細胞が如何なる形態及び組成のHAPを産生するか、TEMと全遺伝子解析を併用して検証した。その結果、HAPの形態に最も影響を及ぼす細胞産生タンパク質はbone morphogenetic protein (BMP)であり、BMPを産生しない象牙芽細胞培養下でも、培地中にBMPを添加すれば、細胞産生HAPの形態は骨芽細胞が産生するHAPと同様の、ナノファイバーと薄板の複合体になることが判明した。この事実は、ACPと適切なタンパク質を用いて体内のあらゆる硬組織の形態を制御できる可能性を示唆しており、ACPの硬組織再生に関する有用性を確固なものとした。2) ACPと細胞との相互作用性検証1)で利用した骨芽細胞及び象牙芽細胞に関して、「ACP基板との相互作用性」の検証を行った。具体的には、それぞれの細胞が分化過程で基板上にどの程度生着するかの時間分割測定を試みた。その結果、象牙芽細胞は骨芽細胞に比べて基板上への生着量が少ないことが判明した（概算量で半分以下）。ただし、「分化途上のある時間帯において」象牙芽細胞の生着率が急増する期間がある。基板の時間分割X線回折(XRD)測定から、この現象は基板のACP粒子が低結晶性HAPに転移する過程で出現する、構造変調型HAPに起因することを発見した。