オッセオインテグレーション獲得過程における細胞動態とオステオポンチンの役割

我々の過去の研究において、骨基質タンパクであるオステオポンチン（OPN）欠損マウスではインプラント表面から生じる直接性骨形成が有意に阻害されるが、既存の損傷を受けた骨から生じる間接性骨形成は、コントロール群と比較しても特に影響を受けないことが明らかになっている。本研究の目的は、デンタルインプラント植立後の直接性骨形成過程において、骨リモデリング系細胞の増殖・接着・分化・機能発現へのOPNの関与を細胞生物学的ならびに分子生物学的に解明することであり、その具体的な成果は以下の２つである。（１）smooth implantとハイドロキシアパタイト （HA） blasted インプラント (HA-implant) 植立後の治癒過程を比較し、オッセオインテグレーション獲得過程におけるHAの役割を明らかにした。（２）野生型マウスにおけるOPN被覆HA-implant植立後のオッセオインテグレーション獲得過程を明らかにし、OPNタンパクならびにペプチド被覆による直接性骨形成促進効果の有無を明らかにした。これにより、野生型マウスにおいてインプラント表面に存在するHAおよびマウスリコンビナントOPNタンパクが直接性骨形成促進効果を有すること、またその他のOPNタンパクを模倣したペプチド（RGD配列を有する）では同等の効果が観察されず、OPNタンパクに含まれるアミノ酸配列のうち、直接性骨形成に関与する領域は、今回ピックアップした模倣ペプチドの領域だけでは不十分なことが明らになった。以上の実験で使用した計5種類のタンパク・ペプチド被覆インプラントに関する研究成果は2022年に、International Journal of Molecular Sciencesにて論文発表済であり、将来的に直接性骨形成効果を有する新規インプラントの開発へと繋がる可能性がある。

我々の過去の研究において、骨基質タンパクであるオステオポンチン（OPN）欠損マウスではインプラント表面から生じる直接性骨形成が有意に阻害されるが、既存の損傷を受けた骨から生じる間接性骨形成は、コントロール群と比較しても特に影響を受けないことが明らかになっている。本研究の目的は、デンタルインプラント植立後の直接性骨形成過程において、骨リモデリング系細胞の増殖・接着・分化・機能発現へのOPNの関与を細胞生物学的ならびに分子生物学的に解明することであり、その具体的な成果は以下の２つである。（１）smooth implantとハイドロキシアパタイト （HA） blasted インプラント (HA-implant) 植立後の治癒過程を比較し、オッセオインテグレーション獲得過程におけるHAの役割を明らかにした。（２）野生型マウスにおけるOPN被覆HA-implant植立後のオッセオインテグレーション獲得過程を明らかにし、OPNタンパクならびにペプチド被覆による直接性骨形成促進効果の有無を明らかにした。これにより、野生型マウスにおいてインプラント表面に存在するHAおよびマウスリコンビナントOPNタンパクが直接性骨形成促進効果を有すること、またその他のOPNタンパクを模倣したペプチド（RGD配列を有する）では同等の効果が観察されず、OPNタンパクに含まれるアミノ酸配列のうち、直接性骨形成に関与する領域は、今回ピックアップした模倣ペプチドの領域だけでは不十分なことが明らになった。以上の実験で使用した計5種類のタンパク・ペプチド被覆インプラントに関する研究成果は2022年に、International Journal of Molecular Sciencesにて論文発表済であり、将来的に直接性骨形成効果を有する新規インプラントの開発へと繋がる可能性がある。