光線力学的療法によるカテプシンKおよびマトリックスメタロプロテアーゼの阻害

Inhibition of cathepsin-K and matrix metalloproteinase by photodynamic therapy.

抄録

目的:

本研究の目的は、インドシアニングリーン（ICG）およびトルイジンブルー（TB）を用いた抗菌性光線力学療法（apdynamic therapy）が、プロテアーゼ活性（マトリックスに結合したカテプシンKおよびマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP））および象牙質接着強さに及ぼす影響を調べることである。

OBJECTIVES: The objective of this study was to determine the effects of antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) with indocyanine green (ICG) and toluidine blue (TB) on protease activity (matrix-bound cathepsin K and matrix metalloproteinase (MMP) and dentin bond strength.

方法:

う蝕のないヒト第三大臼歯を，1-対照群，2-810 nmダイオードによる活性化を伴うICGの塗布（aPDT），3-ICGの塗布，4-660 nmダイオードによる活性化を伴うTBの塗布（aPDT），5-TBの塗布の5群に割り付けた。酵素の調査では，象牙質ビームを3日または3週間培養した。培養液のアリコートをELISAで分析し，CTX（C-terminal cross-linked telopeptide of type I Collagen）およびICTP（cross-linked carboxy-terminal telopeptide of type I collagen）を調べた。マイクロ引張接着強さ試験（μTBS）では，歯の表面にコンポジットレジンを積層した後，試料をμTBSに供した。CTXおよびICTPの統計解析にはKruskall-Wallis検定およびMann-Whitney U検定を，μTBSの統計解析にはone way-ANOVAおよびTukey's testを適用した．

METHODS: Caries-free human third molars were assigned to five groups: 1-control group, 2-application of ICG with activation using an 810 nm diode (aPDT), 3-application of ICG, 4-application of TB with activation using a 660 nm diode (aPDT), and 5-application of TB. For the enzymatic investigation, dentin beams were incubated for either 3 days or 3 weeks. Aliquots of the incubation media were analyzed by ELISA for CTX (C-terminal cross-linked telopeptide of type I Collagen) and ICTP (cross-linked carboxy-terminal telopeptide of type I collagen). For microtensile bond strength testing (μTBS), composite resins were layered onto the tooth surface; the samples were then subjected to μTBS. Kruskall-Wallis and Mann-Whitney U tests were applied for statistical analysis of CTX and ICTP, one way-ANOVA and Tukey's test were applied for statistical analysis of μTBS.

結果:

aPDTで象牙質マトリックスを前処理すると，内因性プロテアーゼ活性が低下した。レーザー照射したICGが最も高いμTBSを示した。MMPによる象牙質の分解を抑制し，μTBSを増加させることができるaPDTは，治療法の一つとして検討すべきである。

RESULTS: Pretreating the dentin matrices with aPDT decreased the endogenous protease activity. ICG with laser activation resulted in the highest μTBS. Therefore, aPDT should be considered as a treatment method because it can reduce MMP-mediated dentin degradation and increase the μTBS.

重要性:

内因性プロテアーゼ活性を阻害することにより、象牙質接着剤の安定性と接着強度の持続性が向上する。

SIGNIFICANCE: Inhibiting endogenous protease activity improves the stability of the dentin-adhesive bond and the durability of the bond strength.