USP7阻害剤HBX41108は、in vitroで骨芽細胞分化を抑制し、in vivoで歯科インプラントのオッセオインテグレーションを破壊する

USP7 inhibitor HBX41108 suppresses osteoblastic differentiation in vitro and disrupts osseointegration of dental implants in vivo.

抄録

目的:

本研究の目的は、ユビキチン特異的プロテアーゼ7（USP7）阻害剤HBX41108が、in vitroにおける骨芽細胞の増殖と骨形成分化、およびin vivoにおけるインプラントのオッセオインテグレーションに及ぼす影響を検討することである。

OBJECTIVE: The purpose of this study was to investigate the effect of ubiquitin-specific protease 7 (USP7) inhibitor HBX41108 on osteoblast proliferation and osteogenic differentiation in vitro, and implant osseointegration in vivo.

方法:

定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qRT-PCR）および免疫蛍光染色を用いて、MC3T3-E1細胞における骨形成誘導後のUSP7の発現を検出した。USP7阻害剤HBX41108を誘導培地に添加し、CCK-8アッセイで細胞増殖を、アルカリホスファターゼ染色とqRT-PCRで骨形成分化を観察した。大腿骨骨幹部にチタンインプラントを挿入したラットにHBX41108を4週間腹腔内投与した。サンプルは組織学的染色とマイクロCTで観察された。Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路活性化剤MBOCを添加し、シグナル伝達経路を検証した。

METHODS: Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) and immunofluorescence staining were used to detect the expression of USP7 after osteogenic induction in MC3T3-E1 cells. USP7 inhibitor HBX41108 was supplemented to induced mediums to observe cell proliferation by the CCK-8 assay, and osteogenic differentiation by alkaline phosphatase staining and qRT-PCR. HBX41108 was intraperitoneally administered for 4 weeks to rats inserted with titanium implants in the femoral metaphysis. Samples were observed by the histological staining and micro-computed tomography. The Wnt/β-catenin signaling pathway activator MBOC was added to verify the signaling pathway.

結果:

USP7は骨形成誘導後に顕著に増加した。USP7阻害剤HBX41108は細胞増殖と骨分化を抑制した。さらに、HBX41108はin vivoでのインプラント周囲の新生骨形成を阻害した。HBX41108はphospho-β-cateninの発現を低下させた。MBOCは、HBX41108による細胞増殖と骨形成分化の低下を回復させた。

RESULTS: USP7 markedly increased after osteogenic induction. USP7 inhibitor HBX41108 suppressed cell proliferation and osteogenic differentiation. Moreover, HBX41108 hindered new bone formation around the implants in vivo. HBX41108 decreased the expression of phospho-β-catenin. MBOC reversed the decreased cell proliferation and osteogenic differentiation caused by HBX41108.

結論:

本研究により、USP7阻害剤HBX41108は、Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路を介してin vitroで骨芽細胞の増殖と骨形成分化を阻害し、in vivoでは歯科用インプラントのオッセオインテグレーションを阻害することが示された。

CONCLUSION: This study demonstrated that USP7 inhibitor HBX41108 inhibited osteoblast proliferation and osteogenic differentiation in vitro via the Wnt/β-catenin signaling pathway, and hindered osseointegration of dental implants in vivo.