ヒトセメント芽細胞の分化に及ぼす線維芽細胞増殖因子2とデキサメタゾンの併用効果

Combined effects of fibroblast growth factor 2 and dexamethasone on differentiation of human cementoblasts.

• Yufei Xie
• Gang Shen

抄録

線維芽細胞増殖因子2（FGF-2）は、骨のリモデリングや骨形成に重要な役割を果たすことが知られている。デキサメタゾンは骨形成分化の強力なモジュレーターであり、セメント芽細胞の骨形成能を増加させることができる。しかし、FGF-2とデキサメタゾンの複合的なセメント芽細胞への作用や、それらがセメント芽細胞の活動を調節する方法については、十分に理解されていない。本研究の目的は、FGF-2とデキサメタゾンの併用がヒトセメント芽細胞の増殖と分化に及ぼす影響を明らかにし、その根底にあるメカニズムを明らかにすることであった。セメント芽細胞の増殖と分化を評価するために、MTT、アルカリホスファターゼ（ALP）活性、アリザリン赤染色、RT-PCR、ウェスタンブロットを含む一連の実験を行った。また、Wntシグナル伝達経路分子の変化を確認し、考えられるメカニズムを解析した。セメント芽細胞をFGF-2またはデキサメタゾン単独で処理した場合と比較して、FGF-2とデキサメタゾンを併用することで、細胞増殖、ALP活性、結節形成、分化マーカーの発現が相乗的に増加した。さらに、FGF-2 とデキサメタゾンは Wnt3a、Runx2、β-カテニン、p-GSK-3βの発現を増加させたが、これらはすべて DKK1 によって阻害されていた。これらの結果から、FGF-2とデキサメタゾンは相乗的に作用し、Wntシグナル伝達経路を介してセメント芽細胞の成長と分化を刺激する能力を互いに高めていることが明らかになった。これらの結果は、セメント芽細胞の成長を促進し、歯周再生を促進するための併用療法の可能性を示唆している。

Fibroblast growth factor 2 (FGF-2) is known to play a pivotal role in bone remodeling and osteogenesis. Dexamethasone is a potent modulator of osteogenic differentiation and can increase the bone formation capacity of cementoblasts. However, the combined effects of FGF-2 and dexamethasone on cementoblasts and the way they regulate the activities of cementoblasts have not been fully understood. The aim of this study was to clarify and investigate the effects of the combination of FGF-2 and dexamethasone on growth and differentiation in human cementoblasts and to determine the underlying mechanism. A series of experiments including MTT, alkaline phosphatase (ALP) activity, alizarin red staining, RT-PCR, and Western blot were carried out to evaluate the proliferation and differentiation of cementoblasts. In addition, the changes of Wnt signaling pathway molecules were checked to analyze the possible mechanism. Compared to the treatment of cementoblasts with either FGF 2 or dexamethasone alone, the combination of FGF-2 and dexamethasone synergistically increased cell proliferation, ALP activity, nodule formation, and expression of differentiation markers. In addition, FGF 2 and dexamethasone enhanced expression of Wnt3a, Runx2, β-catenin, and p-GSK-3β, all of which were inhibited by DKK1. Taken together, FGF-2 and dexamethasone act synergistically, enhancing each other's ability to stimulate cementoblast growth and differentiation via Wnt signaling pathways. These results support the therapeutic potential of a combination strategy for facilitating cementogenesis and aiding periodontal regeneration.

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