DNAチップとsiRNAを用いた歯根吸収抑制遺伝子の同定と解析

利用DNA芯片和siRNA鉴定和分析牙根吸收抑制基因

基本信息

批准号：
18791564
负责人：
岡山三紀
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Health Sciences University of Hokkaido
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

【目的および経過報告】歯根膜組織へのメカニカルストレスに対する分子生物学的メカニズムと歯根吸収の原因の解明を行うことを本研究の目的とする。正のメカニカルストレスの一つである重力負荷(超低速遠心機による遠心)と負のメカニカルストレスである半無重力(回転三次元培養システム)を負荷し、矯正歯科治療における圧迫側・牽引側の両方に類似の組織環境を作り出す。そこから正負のメカニカルストレスに応答する一連の骨代謝関連遺伝子群を選択的、網羅的に検索し同定する。平成18年度は正のメカニカルストレスの一つである超低速遠心機による遠心重力負荷の条件を、一般的な培養細胞であるマウス骨芽細胞株MC3T3-E1細胞を用いて分子生物学的手法を用いて引き続き検討を行った。平成19年度に、本学倫理委員会にて「ヒト歯根膜細胞を用いた実験」が承認され、18年度の基礎データーを基に、ヒト歯根膜細胞を用いてメカニカルストレスを負荷し遺伝子の解析を行った。【結果および考察】平成18年度の研究結果より、MC3T3-E1細胞にメカニカルストレスの一つである重力を負荷すると、ATPが放出され、COX-2mRNAの誘導およびERKのリン酸化が観察された。更に、細胞外のカルシウムを完全に除去すると、重力負荷の場合もATP負荷の場合も共にERKのリン酸化が完全に消失した。このことは重力負荷もATP負荷も共にカルシウムの細胞外からの流入がトリガーとなっていることを示すものである。したがって、重力負荷では、カルシウムチャネルを介するシグナル経路とATPを介するシグナル経路の2つの経路を賦活する事が示唆された。また、同様の実験方法にてメカニカルストレスを負荷したヒト歯根膜細胞を用いて遺伝子発現をDNAチップおよび定量PCR法を用いて検討した。伸展負荷においては、負荷3時間でCOX-2とIGF-1が誘導され、controlと比較してmRNA発現が16倍に増加した。また、圧迫負荷では5時間でIGF-1のMRNA発現量が4倍に増加した結果が得られた。またDNAチップの結果については考察検討中である。

[客观和进步报告]这项研究的目的是阐明牙周韧带组织中机械应力的分子生物学机制和根部吸收的原因。一个正机械应力之一是重力载荷（使用超低速度离心机离心）和负机械应力半重力（旋转三维培养系统），为压缩侧和正畸治疗中的牵引力侧创造了相似的组织环境。从那里，对骨骼代谢相关的一组基因对正面和负机械应力的反应进行了选择性和全面的搜索和鉴定。在2006年，使用小鼠成骨细胞系MC3T3-E1细胞（一种典型的培养细胞），使用分子生物学技术（一种典型的培养细胞），继续研究了通过超低速度离心机的离心重力加载条件。 2007年，我们的伦理委员会批准了“使用人类牙周韧带细胞的实验”，并基于2006年的基本数据，使用人牙周韧带细胞分析了基因以携带机械应力。 [结果和讨论]从2006年研究的结果中，当重力应用于MC3T3-E1细胞时，释放了ATP，并且观察到COX-2 mRNA诱导和ERK磷酸化。此外，完全去除细胞外钙在重力和ATP载荷中都完全消除了ERK磷酸化。这表明重力和ATP负荷都是由钙从细胞外部涌入的。因此，建议重力加载激活两种途径：通过钙通道和通过ATP信号途径的信号途径。此外，使用DNA芯片和定量PCR方法使用人牙周韧带细胞检查了基因表达，这些细胞在相同的实验方法中受到机械应力。在延伸载荷中，在加载3小时时诱导COX-2和IGF-1，与对照相比，mRNA表达增加了16倍。此外，还获得了在压力下5小时内IGF-1的mRNA表达水平增加4倍。此外，正在考虑DNA芯片的结果。