酸処理象牙質および非処理象牙質へのbFGFの局所適用：歯周再生に関連する細胞の細胞増殖および遺伝子発現に及ぼす影響

Topical application of bFGF on acid-conditioned and non-conditioned dentin: effect on cell proliferation and gene expression in cells relevant for periodontal regeneration.

抄録

材料と方法:

歯周再生は、その効果の予測可能性と大きさの点で、いまだ難題である。本研究では、化学的歯根コンディショニングと生物学的メディエーターの組み合わせが、歯周再生に関連する3種類の細胞に及ぼす生物学的効果を評価した。ウシの象牙質スライスを25％クエン酸でコンディショニングした後、塩基性線維芽細胞増殖因子（bFGF、10および50 ng）を局所適用した。ELISAを用いて象牙質表面からのbFGF放出の動態を評価し、RT-qPCRを用いてこれらの象牙質スライス上に増殖した歯根膜（PDL）線維芽細胞、セメント芽細胞および骨髄間質細胞（BMSC）によるRunx2、Col1a1、Bglapおよびフィブロネクチンの発現を調べた。また、ゲノムDNAの定量により、bFGFの局所適用が細胞増殖に及ぼす影響を評価した。

MATERIAL AND METHODS: Periodontal regeneration is still a challenge in terms of predictability and magnitude of effect. In this study we assess the biological effects of combining chemical root conditioning and biological mediators on three relevant cell types for periodontal regeneration. Bovine dentin slices were conditioned with 25% citric acid followed by topical application of basic fibroblast growth factor (bFGF, 10 and 50 ng). We used ELISA to assess the dynamics of bFGF release from the dentin surface and RT-qPCR to study the expression of Runx2, Col1a1, Bglap and fibronectin by periodontal ligament (PDL) fibroblasts, cementoblasts and bone marrow stromal cells (BMSC) grown onto these dentin slices. We also assessed the effects of topical application of bFGF on cell proliferation by quantification of genomic DNA.

結果:

酸コンディショニングは象牙質スライスからのbFGFの放出を有意に増加させた。全体として、bFGFの塗布は、非調整象牙質スライス上で増殖したBMSCを除き、細胞増殖を有意に増加させた（p<0.05）。象牙質基質は、すべての細胞タイプにおいてCol1a1の発現を離散的に増加させた。Runx2、Col1a1およびFnの発現は、全ての細胞タイプにおいてbFGFの適用によって影響を受けないか、抑制された。調整象牙質上で増殖したBMSCでは、標的遺伝子の発現を検出できなかった。

RESULTS: Acid conditioning significantly increased the release of bFGF from dentin slices. Overall, bFGF application significantly (p<0.05) increased cell proliferation, except for BMSC grown on non-conditioned dentin slices. Dentin substrate discretely increased expression of Col1a1 in all cell types. Expression of Runx2, Col1a1 and Fn was either unaffected or inhibited by bFGF application in all cell types. We could not detect expression of the target genes on BMSC grown onto conditioned dentin.

結論:

象牙質の酸コンディショニングは局所適用したbFGFの放出を改善する。bFGFの局所塗布は、PDL線維芽細胞、セメント芽細胞、およびBMSCの増殖に対して刺激作用を示したが、これらの細胞によるRunx2、Col1a1、Bglap、およびフィブロネクチンの発現には影響を及ぼさなかった。

CONCLUSION: Acid conditioning of dentin improves the release of topically-applied bFGF. Topical application of bFGF had a stimulatory effect on proliferation of PDL fibroblasts, cementoblasts and BMSC, but did not affect expression of Runx2, Col1a1, Bglap and fibronectin by these cells.