ラット上顎の抜歯窩に埋入したハイドロキシアパタイトの周囲にエナメルマトリックスデリバティブをコーティングすることにより再生される結合組織の構造

Architecture of connective tissue regenerated by enamel matrix derivative around hydroxyapatite implanted into tooth extraction sockets in the rat maxilla.

抄録

我々は、ハイドロキシアパタイト（EMD-HA）表面にエナメルマトリックス誘導体（EMD、エムドゲイン）をコーティングすることにより再生される歯根膜の構造を調査した。ラットの上顎第一大臼歯を抜歯した直後、HA単独またはEMD-HAをソケットに移植した。移植後5日目、2週間および4週間目に、標本を光および透過型電子顕微鏡で観察し、ペリオスチンおよびマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）-13の免疫組織化学的検査を行った。組織学的観察により、5日後のEMD-HA周囲の繊維性結合組織には、多数の繊維芽細胞と発達した毛細血管が確認された。超微細構造解析の結果、繊維性結合組織の構造に明確な違いがあることがわかった。HAの貧弱な構造に比べて、EMD-HAは線維芽細胞と束ねたコラーゲン線維が整然と並んでおり、細胞質にはコラーゲン線維の貪食を示す線維芽細胞も見られた。ペリオスチン免疫反応性は、各時点でEMD-HA周囲の線維性結合組織に観察されたが、5日および2週間後のHAには見られなかった。MMP-13の免疫活性は、EMD-HAでは5日後と2週間後に線維芽細胞に強く局在していた。この結果から、EMDは、ペリオスチンの誘導促進、線維形成の維持、細胞外プロテイナーゼや貪食によるコラーゲン線維の分解を通じて、線維芽細胞とコラーゲン線維の束の整列を伴う発達した建築に大きく寄与することが示唆された。

We investigated the architecture of periodontal ligament regenerated by an enamel matrix derivative (EMD, Emdogain) coating on the surface of hydroxyapatite (EMD-HA). Immediately after extraction of the maxillary first molar in rats, HA alone or EMD-HA was implanted into the socket. At 5 days, and 2 and 4 weeks after implantation, the specimens were examined by light and transmission electron microscopy, and immunohistochemistry for periostin and matrix metalloproteinase (MMP)-13. Histological observations revealed a large number of fibroblasts and well-developed blood capillaries in the fibrous connective tissue surrounding EMD-HA at 5 days. Ultrastructural analysis showed a distinct difference in the architecture of the fibrous connective tissue. As compared with the poorly constructed architecture of HA, EMD-HA had an orderly alignment of fibroblasts and bundled collagen fibers, with some fibroblasts in the cytoplasm showing collagen fiber phagocytosis. Periostin immunoreactivity was observed in the fibrous connective tissue around EMD-HA at each time point, but was not seen in HA at 5 days and 2 weeks. MMP-13 immunoreactivity was intensely localized in fibroblasts at 5 days and 2 weeks in EMD-HA. The present results indicate that EMD may greatly contribute to a well-developed architecture accompanied by orderly alignment of fibroblasts and bundled collagen fibers, through accelerated induction of periostin, maintenance of fibrillogenesis, and degradation of collagen fibers by extracellular proteinase and phagocytosis.