3次元培養口腔粘膜モデルを用いた義歯床下の顎骨吸収メカニズムの解析

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本研究では、義歯装着における顎堤吸収のメカニズムを解明することを最終目的として、ヒト口腔粘膜上皮細胞とヒト口腔粘膜線維芽細胞を共培養した3次元培養口腔粘膜モデル (three-dimensional oral mucosa model, 3DOMM)に反復加圧刺激を加えることで義歯装着による口腔粘膜への圧力刺激を培養環境下でシミュレートし、口腔粘膜組織が放出する液性因子の解析と骨吸収メカニズムの解明につながる分子生物学的アプローチを行うことを目的とした。Osteoprotegerin (OPG)は破骨細胞の分化誘導因子であるRANKLのデコイ（おとり）受容体である。分泌性のタンパク質として、RANKLとその受容体であるRANKの結合を競争阻害し、破骨細胞の分化と骨吸収機能を阻害する。培養圧縮装置を用いて3DOMMと単層培養した上皮細胞、単層培養した線維芽細胞に反復加圧刺激を加えた後、回収した培地中に放出されたOPGの濃度をELISAにて定量した。3DOMMにおいてOPG濃度は非加圧群に比べて加圧群で有意に高かった。上皮細胞においては加圧群、非加圧群ともにほとんど検出されなかった。線維芽細胞において、3DOMM加圧時に用いる培地である1.2mM Ca++ EpiLife®では非加圧群に比べて加圧群で培地中のOPG濃度が高い傾向が見られたが、通常線維芽細胞の培養に用いるFBS含有D-MEMでは反対に加圧群に比べて非加圧群で高い傾向が見られた。3DOMMの結果から加圧刺激により骨形成が促進されることが示唆されたが、骨形成と骨吸収がともに亢進し高代謝回転型の骨吸収が惹起されることも予想された。また、単層培養の結果から、培地による影響や上皮細胞と線維芽細胞のクロストークによる影響も示唆された。今後はRANKLやRANKの放出量を測定することで、圧縮刺激による骨形成と骨吸収のカップリング機構の不均衡についても検索する必要がある。