ベルベリンは、先端乳頭分化に由来する幹細胞を制御することで、先端歯周炎の未熟歯の根の修復を促進することを明らかにした

Berberine mediates root remodeling in an immature tooth with apical periodontitis by regulating stem cells from apical papilla differentiation.

• Yujia Cui
• Jing Xie
• Yujie Fu
• Chuwen Li
• Liwei Zheng
• Dingming Huang
• Changchun Zhou
• Jianxun Sun
• Xuedong Zhou

抄録

未熟歯に歯髄壊死や歯周炎が発生すると、弱った歯根と開いた歯根尖は臨床医にとって挑戦的な問題となります。ベルベリン（BBR）は骨疾患の治療薬として期待されており、私たちは未熟歯の根の修復を促進するために根管内にBBRを適用することを提案しました。ラットに先端歯周炎を有する未熟歯のin vivoモデルを樹立し，根管にBBR，水酸化カルシウムまたは滅菌生理食塩水を3週間充填した．根の形状をマイクロコンピュータ断層撮影と組織学的染色で解析した。インビトロでは、BBRを先端乳頭（SCAPs）からの幹細胞に導入した。末端乳頭からの幹細胞の骨形成分化をアルカリホスファターゼ活性、ミネラル化能、骨形成メーカーの遺伝子発現により調べた。SCAPsの骨形成を制御するシグナル伝達経路を定量的リアルタイムPCR、ウェスタンブロット解析、免疫蛍光により評価した。BBRで処理したラットでは、より多くの組織が形成され、より長い根、より厚い根壁、より小さな頂部直径を有することがわかった。さらに、BBRは時間依存的にも濃度依存的にもSCAPsの骨形成を促進することがわかった。また、BBRはβ-カテニンの発現を誘導し、核内へのβ-カテニンの進入を促進することで、より多くのラント関連核内因子2を下流でアップレギュレートさせた。BBRは、SCAPにおける正準Wnt/β-カテニン経路を活性化することで、先端歯周炎を有する未熟な歯の根の修復を促進した。

Once pulp necrosis or apical periodontitis occurs on immature teeth, the weak root and open root apex are challenging to clinicians. Berberine (BBR) is a potential medicine for bone disorders, therefore, we proposed to apply BBR in root canals to enhance root repair in immature teeth. An in vivo model of immature teeth with apical periodontitis was established in rats, and root canals were filled with BBR, calcium hydroxide or sterilized saline for 3 weeks. The shape of the roots was analyzed by micro-computed tomography and histological staining. In vitro, BBR was introduced into stem cells from apical papilla (SCAPs). Osteogenic differentiation of stem cells from apical papilla was investigated by alkaline phosphatase activity, mineralization ability, and gene expression of osteogenic makers. The signaling pathway, which regulated the osteogenesis of SCAPs was evaluated by quantitative real time PCR, Western blot analysis, and immunofluorescence. In rats treated with BBR, more tissue was formed, with longer roots, thicker root walls, and smaller apex diameters. In addition, we found that BBR promoted SCAPs osteogenesis in a time-dependent and concentration-dependent manner. BBR induced the expression of β-catenin and enhanced β-catenin entering into the nucleus, to up-regulate more runt-related nuclear factor 2 downstream. BBR enhanced root repair in immature teeth with apical periodontitis by activating the canonical Wnt/β-catenin pathway in SCAPs.