生体内における機械的刺激に対する歯根膜細胞の初期応答

Early responses of periodontal ligament cells to mechanical stimulus in vivo.

抄録

これまでの研究で、ヒト歯根膜細胞はin vitroで機械的ストレスを受けるとERK経路を介して骨芽細胞分化を起こすことが示唆されている。本研究では，この原理をin vivoで検証することを目的とした．25匹の麻酔下ラットの右上第一大臼歯に0.1 Nの一定荷重を8時間まで負荷した．無処置の反対側をコントロールとした．パラフィン包埋切片を、増殖細胞核抗原（PCNA）、ラント関連転写因子2（Runx2/Cbfa1）、リン酸化細胞外シグナル制御キナーゼ1/2（pERK1/2）についての免疫組織化学的分析で解析した。緊張下の選択領域では、Runx2陽性細胞およびpERK1/2陽性細胞の割合が負荷8時間以内に増加したが、加圧下の選択領域ではこれらの割合は対照歯の割合よりも有意に低いことが示された。さらに、PCNA陽性細胞数には有意な変化がなかった。このように、機械的刺激はRunx2をアップレギュレートし、この調節はERK経路を介して達成される可能性がある。

Previous studies have indicated that human periodontal ligament cells undergo osteoblastic differentiation via the ERK pathway under mechanical stress in vitro. This study aimed to verify this principle in vivo. The right upper first molars of 25 anesthetized rats were loaded with constant forces of 0.1 N for up to 8 hrs. The untreated contralateral side served as a control. Paraffin-embedded sections were analyzed by immunohistochemistry for proliferating cell nuclear antigen (PCNA), runt-related transcription factor 2 (Runx2/Cbfa1), and phosphorylated extracellular signal-regulated kinases 1/2 (pERK1/2). In selected areas under tension, the proportions of Runx2-positive and pERK1/2-positive cells increased within 8 hrs of loading, whereas these proportions in selected areas under pressure were significantly lower than those in control teeth. Moreover, there were no significant changes in the number of PCNA-positive cells. Thus, mechanical stimulus up-regulates Runx2, and this regulation may be achieved via the ERK pathway.