機械的刺激に対してレドックス制御を応用した新規骨再生技術の探索

点击翻译按钮获取中文摘要

インプラント治療には十分な顎骨量が必要なため適応を拡大する前処置として、広範で大規模な顎堤吸収や歯槽骨欠損を再建する骨造成術が臨床的に求められている。しかしながら、既存の骨造成術の効果は未だ十分ではなく、新規骨再生技術の開発に期待が寄せられている。顎骨を始めとする口腔組織は、咀嚼を中心とする機械的刺激が常にかかる組織であり、骨再生技術開発の観点からメカニカルストレスを考慮することは必要不可欠である。一方、骨組織において、メカニカルストレスにより生じるレドックスバランスの変化を起点としてカルシウムイオンの細胞内流入が惹起されることが示唆されている。レドックスバランスとは生体内の酸化還元状態を意味し、生体内で合成される酸化・還元性物質により、細胞増殖、抗アポトーシスに関与することが明らかにされており、生体機能を制御する新たな視点として注目されている。以上を背景に、本研究の目的は、メカニカルストレス負荷条件下における細胞内レドックス制御を応用した効率的な骨再生条件を検討し、新たな顎骨再生技術の基盤を確立することである。初年度は、まず骨芽細胞におけるレッドクス状態の変化が及ぼす影響を検討した。マウスiPS細胞由来骨芽細胞様細胞において、レドックス制御群において石灰化基質量を増加させることが認められた。また、KEGG Enrichment解析において、レドックス制御群において、Calcium signaling pathway, Cell adhesion molecules等の関連遺伝子発現が増加していることが示唆された。次に、圧縮培養器でマウス骨細胞様細胞株を培養したところ、メカニカルストレス条件下において、レドックス関連遺伝子発現の上昇を認めた。本研究結果は、細胞内のレドックス状態と骨再生能あるいはレドックス状態とメカニカルストレスが関連する可能性を示唆する知見である。