CCR2マクロファージは歯列矯正の歯の移動と歯槽骨のリモデリングを促進する

CCR2 Macrophages Promote Orthodontic Tooth Movement and Alveolar Bone Remodeling.

抄録

機械的な力による歯槽骨のリモデリングでは、マクロファージを介した局所炎症が重要な役割を果たす。しかし、マクロファージの詳細な異種性については未だ不明である。シングルセルRNAシークエンスを用いて、歯槽骨リモデリング時のマクロファージのトランスクリプトームヘテロジニアリティを研究した。その結果、特異的な遺伝子発現プロファイルと機能を持つマクロファージサブクラスターが同定された。CellChatとtrajectory解析により、発生過程におけるクラスターの中心的な役割が明らかになり、CCLシグナル伝達経路が重要な役割を担っていることがわかった。さらに、このクラスターがNF-κB依存経路を介して骨リモデリングに関連する炎症を調節していることを明らかにした。CCR2をブロックすることにより、歯列矯正（OTM）の進行を有意に抑制することができた。さらに、ヒト歯周組織におけるCCR2マクロファージの変異を確認した。その結果、機械的な力がNF-κB経路を介したマクロファージ群の機能シフトを引き起こし、炎症反応や骨リモデリングにつながることが明らかになった。このマクロファージクラスターは、OTMの操作のための潜在的なターゲットとなる可能性がある。

During mechanical force-induced alveolar bone remodeling, macrophage-mediated local inflammation plays a critical role. Yet, the detailed heterogeneity of macrophages is still unknown. Single-cell RNA sequencing was used to study the transcriptome heterogeneity of macrophages during alveolar bone remodeling. We identified macrophage subclusters with specific gene expression profiles and functions. CellChat and trajectory analysis revealed a central role of the cluster during development, with the CCL signaling pathway playing a crucial role. We further demonstrated that the cluster modulated bone remodeling associated inflammation through an NF-κB dependent pathway. Blocking CCR2 could significantly reduce the Orthodontic tooth movement (OTM) progression. In addition, we confirmed the variation of CCR2 macrophages in human periodontal tissues. Our findings reveal that mechanical force-induced functional shift of the macrophages cluster mediated by NF-κB pathway, leading to a pro-inflammatory response and bone remodeling. This macrophage cluster may represent a potential target for the manipulation of OTM.