アメロチンはコラーゲンベースシステムにおけるミネラリゼーションとアドヒージョン（接着）を促進する

Amelotin Promotes Mineralization and Adhesion in Collagen-Based Systems.

抄録

はじめに:

歯周炎は、歯槽骨を含む歯を支える組織の破壊を特徴とする。歯科では、組織再生治療のためにバリアメンブレンが使用されている。しかし、従来の膜は、膜の安定性や骨形成を直接誘導することに課題があった。エナメル質のマトリックスタンパク質であるアメロチン（AMTN）は、ハイドロキシアパタイト結晶の核生成と成長を制御する。AMTN膜を臨床に応用するために、我々はコラーゲンベースのシステムを用いて、遺伝子組換えヒト（rh）AMTNの鉱物化効果および接着効果を検討した。

INTRODUCTION: Periodontitis is characterized by the destruction of tooth-supporting tissues including the alveolar bone. Barrier membranes are used in dentistry for tissue regenerative therapy. Nevertheless, conventional membranes have issues related to membrane stability and direct induction of bone mineralization. Amelotin (AMTN), an enamel matrix protein, regulates hydroxyapatite crystal nucleation and growth. To apply an AMTN membrane in clinical practice, we investigated the mineralizing and adhesive effects of recombinant human (rh) AMTN using a collagen-based system.

方法:

rhAMTNを組み込んだコラーゲンハイドロゲル（AMTNゲル）とrhAMTNを塗布した象牙質スライスを調製した。AMTNゲルは、市販のメンブレン（AMTNメンブレン）上に塗布した。試料を無機化バッファー中で最大24時間インキュベートし、構造を観察した。象牙質とAMTNメンブレンの間の接着強度のピークを測定した。酵素結合免疫吸着法を用いて、メンブレンからのrhAMTNの放出速度が調べられた。

METHODS: Collagen hydrogel incorporated with rhAMTN (AMTN gel) and rhAMTN-coated dentin slices were prepared. AMTN gel was then applied on a commercial membrane (AMTN membrane). Samples were incubated for up to 24 h in mineralization buffer, and the structures were observed. The peak adhesive tensile strength between the dentin and AMTN membrane was measured. Using an enzyme-linked immunosorbent assay, the release kinetics of rhAMTN from the membrane were investigated.

結果:

AMTNゲルは、コラーゲンマトリックス上およびその内部にハイドロキシアパタイトの沈着物を形成することができた。さらに、象牙質表面をrhAMTNでコーティングすると、表面へのミネラル沈殿が促進された。興味深いことに、AMTN膜では部位特異的なミネラル化が観察された。メンブレンから放出されたrhAMTNはわずか1％であった。したがって、AMTN膜は、rhAMTNを含まないバリア膜で検出されたものより2倍以上の引張強度で象牙質表面に付着した。

RESULTS: The AMTN gel resulted in the formation of hydroxyapatite deposits both onto and within the collagen matrix. Furthermore, coating the dentin surface with rhAMTN promoted the precipitation of mineral deposits on the surface. Interestingly, site-specific mineralization was observed in the AMTN membrane. Only 1% of rhAMTN was released from the membrane. Hence, the AMTN membrane adhered to the dentin surface with more than twofold greater tensile strength than that detected for a rhAMTN-free barrier membrane.

結論:

RhAMTNは、コラーゲンベースのシステムにおいて、鉱化および接着を促進することができる。さらに、AMTN膜は石灰化組織再生材料の最適設計に役立つと考えられる。

CONCLUSIONS: RhAMTN can accelerate mineralization and adhesion in collagen-based systems. Furthermore, the AMTN membrane could inform the optimal design of calcified tissue regenerative materials.

補足情報:

オンライン版には、10.1007/s12195-022-00722-2で入手できる補足資料が含まれています。

SUPPLEMENTARY INFORMATION: The online version contains supplementary material available at 10.1007/s12195-022-00722-2.