ポリリン酸による歯・歯周組織再生促進メカニズムの解明

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原始エネルギーとされるポリリン酸ナトリウム(以下ポリリン酸)は、オルソリン酸(orthophosphate: PO4)が直鎖状に高エネルギーリン酸結合で重合した生体高分子である。単純な構造でありながら、ATPと同等のエネルギーを持っとされる。微生物では、ATPの代わりにポリリン酸を基質として用いる酵素が存在していることが明らかにされ、微生物におけるポリリン酸の生理的役割が明らかにされつつある。ポリリン酸は抗菌作用に加え、成熟骨芽細胞や象牙芽細胞への分化促進作用という歯・歯周組織再生促進薬としての条件を有することが示唆されるものの、生物学的役割については未だ明らかにされていない。そこで本研究では、ポリリン酸の歯・歯周組織構成細胞に対する作用とそのメカニズムを明らかにするとともに、新しい歯・歯周組織再生促進薬としての有用性について検討した。Balb/cマウスより採取した組織より各細胞を採取し、10%牛胎児血清添加α-MEM培地を用いて培養した。骨芽細胞は、頭蓋冠骨芽細胞をGallagherらの方法で分離培養した。分割ポリリン酸を0〜2mM(添加可能な濃度)で添加し、細胞増殖(MTSおよびMTT assay)、前駆細胞の成熟細胞への分化および機能について検討したところ、ポリリン酸は細胞の増殖を促進するとともに分化誘導を亢進させた。これは、ポリリン酸がリンの供給源として利用されている可能性が示唆される所見である。そこで、リンの代謝遺伝子について検討したところ、ポリリン酸はANK遺伝子の発現を誘導すると共にPC-1遺伝子、さらにアルカリホスファターゼの活性を亢進させた。さらに、ポリリン酸をRIでラベルして、その分解活性を検討したところ、ポリリン酸を作用させた細胞は、ポリリン酸分解活性を示すことが明らかとなった。