振動刺激とコラーゲン線維のリモデリング

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【目的】歯根膜恒常性の維持には、咬合刺激などの機械的刺激が不可欠である。このような刺激と歯根膜再生との関連を明らかにするために、本研究では、培養歯根膜細胞および未分化骨系細胞に進展刺激を与えるin vitroの系と、ラット臼歯を用いた歯の移植モデルに咬合刺激を作用させたin vivoの系にて、検討を行った。【材料および方法】Flexercell Strain Unitを用いて、歯根膜細胞およびstromal cell line ST2に対し、伸展刺激を48時間にわたり与え、歯根膜細胞におけるプロテオグライカンの産生や、ST2細胞の分化、また、両者の石灰化に及ぼす影響について検討した。ラット臼歯移植モデルにおいては、咬合刺激を対象に、術後のアンキローシス発生機序や歯根膜細胞に与える影響を検討した。【結果】歯根膜細胞は伸展刺激により、デコリンをはじめとするプロテオグライカンやtype I collagenの産生が上昇し、アルカリフォスファターゼ活性は低下した。未分化間葉系ST2細胞においては、骨芽細胞の分化マーカーであるCbfa1/Runx2 mRNAの発現が弱い刺激では増加し、強い刺激では減少した。一方、強い刺激ではアルカリフォスファターゼ活性は低下し、type I collagenの産生が上昇した。ラット臼歯移植モデルでは、移植後、咬合刺激を排除するとアンキローシスが起こり、移植直後の咬合刺激は歯根吸収をおこすことが明らかとなった。また、咬合刺激により、歯根膜細胞ではiNOS陽性細胞およびBrdU陽性細胞数が増加した。【考察】歯根膜において、機械的刺激は細胞の分化および増殖を促進し、石灰化を抑制していることが示唆された。また、歯の移植後の歯根膜の再生には、咬合刺激などの機械的刺激が不可欠であり、これらが、NO(一酸化窒素)などの産生を通じて、アンキローシスを抑制していることが明らかにされた。