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Title
№６：メカニカルストレスを与えた歯根膜線維芽細胞に
対するニコチンの影響
Author(s)
飯島, 由貴; 末石, 研二; 松坂, 賢一; 井上, 孝
Journal
歯科学報, 115(5): 473-473
URL
http://hdl.handle.net/10130/3828
Right
目的：エナメル質欠損，歯肉退縮により露出した象 牙質への温度・圧力・酸塩基等の刺激は象牙細管内 液の移動を生じ，象牙質痛を誘発する。近年，象牙 芽細胞が感覚受容器として歯髄ニューロンと神経伝 達を確立することで，象牙質感覚に関連することが 報告された。歯痛において重要な役割をもつ象牙芽 細胞であるが，一方でその生物物理学的・電気生理 学的特性は未だ解明されず残されている。そこで本 研究では，急性単離した象牙芽細胞膜に発現してい る電位依存性イオンチャネルの電気生理学的特性を 検討した。 方法：５７日齢の新生仔ウィスターラット切歯か ら歯髄スライス標本を作製し，象牙芽細胞を得た。 Whole-cell patch-clamp 法を用いて，象牙芽細胞膜 からイオンチャネル電流を計測した。標準細胞外液 と し て Krebs 液（pH７．４）を 用 い，電 極 内（細 胞 内）液組成として（mM），１４０KCl，１０NaCl，１０HEPES （pH７．２）を 用 い た。細 胞 外 液 K＋ 濃 度（［K+ ］o）は， Krebs 液から Na＋ を等モラー濃度で置換することで 様々な細胞外［K+ ］o溶液（１０，５０，１００mM）を作 製した。また，同様に細胞外 Cl-を等モラーで glu-conate に置換し，Cl-free 細胞外液を作製した。 結 果：象 牙 芽 細 胞 の 静 止 膜 電 位 は−４８mV±１２．５ （n＝１７）であった。保持電位（Vh）７０mV から１０ mV ステップの電位刺激を行ったところ，delayed rectifier type（遅延整流型）の外向き電流が記録さ れた。［K+］ oを１０mM，５０mM，１００mM と変化させ たところ，［K+ ］oが増加するにつれ外向き電流の反 転電位は脱分極側にシフトした。また細胞外 Cl を gluconate に置換すると，その反転電位は純粋な K＋ 透過性を示す Nernst の方程式によく近似した。 考察：結果から遅延整流型電位依存性 K＋ チャネル の象牙芽細胞膜における発現が示された。また細胞 外 Cl の除去により反転電位が変化することから， 象牙芽細胞に Cl 透過性が存在することも示唆され た。 目的：近年，喫煙率の増加が社会的な問題となって おり，歯科領域では歯周病に対するニコチンの影響 が報告されている。歯科矯正学分野においては矯正 学的歯牙移動に対するニコチンの影響を検討してい るものは少なく，基礎科学的に証明したものはほと んどない。本研究では，ラット歯根膜線維芽細胞に ニコチンを投与し，矯正力を想定したメカニカルス トレスを与えることで産生される RANKL，OPG， IL-６，TNFα，VEGF について分子生物学的な検 討を行った。 方法：４週齢の Sprague-Dawley 系，雄性ラットの 切歯より歯根膜を採取し通法に従って培養したの ち，第５継代目の細胞を実験に用いた。ニコチンと メカニカルストレスを与えた群を実験群とし，対照 群としてはニコチンとメカニカルストレスを与えて いない群，ニコチンを与えた群，メカニカルストレ スを与えた群の計４群に分けた。ニコチン濃度は２０ ng/ml とし，メカニカルストレスは遠心機によっ て２０００rpm の 遠 心 力 を２０分 間 毎 日 与 え た。１， ３，５日 後 に 通 法 に 従 い mRNA を 抽 出 し，定 量 RT-PCR（TaqMan ７５００Fast，Applied Biosystems）
に て RANKL，OPG，IL-６，TNFα，VEGF の 発 現 量 を検索した。 成績および考察：RANKL および OPG の発現量は ニコチン投与群において３日後および５日後に高く 発現したが実験群では発現がみられなかった。IL-６の発現量はいずれにおいてもニコチンの影響はな く，５日後においてメカニカルストレス群および実 験群で高い発現がみられたが，両群に有意な差は認 めなかった。TNFα の発現は，ニコチン投与群の ５日後で高い発現がみられたが，メカニカルストレ ス群，実験群では発現はみられなかった。VEGF の発現量はいずれの群においても発現はみられたが 有意な差はみられなかった。これらの結果より，歯 根膜線維芽細胞にニコチンを投与すると RANKL と OPG，TNFα，VEGF が発現するが，メカニカ ルストレスによってそれらの発現は抑えられること が示された。一方，メカニカルストレスはニコチン の有無に関わらず IL-６の発現を促進した。以上よ り，ニコチン投与は骨吸収に影響するサイトカイン を放出するが，メカニカルストレスは，その影響を 抑えることが示唆された。
