MAPKとβ-カテニンのシグナル伝達：歯の矯正運動における意味と相互作用

MAPK and β-Catenin signaling: implication and interplay in orthodontic tooth movement.

抄録

歯列矯正（OTM）には、歯根膜や歯根膜のメカノセンサ細胞に矯正力（圧縮・引張ひずみ）がかかり、メカノレセプターによるメカノトランスダクションを実現することが必要である。OTMの文脈では、メカノセンサ細胞において多様なシグナル伝達経路が活性化され、骨吸収や骨形成を調節するモデルになっている。OTMに関与するMAPKやβ-Cateninシグナルなどの基礎的な分子シグナル伝達は、部分的に同定されている。このシグナル伝達には、骨形成、破骨細胞形成、セメント形成、炎症に関連する遺伝子やタンパク質が含まれるが、これらに限定されない。しかし、β-CateninとMAPKシグナルの相互関係は曖昧なままであり、多様なクロストークが作用している。本書では、OTMの生物学と、OTMにおけるこれら2つのシグナル伝達経路の活性化／阻害に関する実験結果について概説する。また、矯正力に対するメカノセンサーのMAPKとβ-Cateninシグナルの意味と相互作用に焦点を当てる。最後に、歯列矯正の介入をサポートすることを目的とした、さらなる調査戦略の可能性について議論する。本総説は、歯列矯正中のシグナル伝達の相互作用について、より包括的な知識を得るための概念的枠組みを提供するものである。

Orthodontic tooth movement (OTM) requires the orthodontic forces (compressive and tensile strain) to subject to the periodontal ligament and mechanosensory cells in the periodontium and to achieve mechanotransduction by mechanoreceptors. In the context of OTM, a diverse array of signaling pathways are activated in mechanosensory cells that modulate bone resorption and formation in and models. The underlying molecular signal transduction, such as MAPK and β-Catenin signaling, that is involved in OTM, has been partially identified. It includes, but is not limited to genes and proteins which are related to osteogenesis, osteoclastogenesis, cementogenesis and inflammation. However, the interactive relation of β-Catenin and MAPK signaling remains ambiguous and diverse cross-talks are acting with each other. In this comprehensive text, we review the biology of OTM and reported experimental results on the activation/inhibition of these two signaling pathways during OTM. Here, we also focus on the implications and interplays between the MAPK and β-Catenin signaling in mechanosensory cells in response to orthodontic forces. Finally, the potential of further investigation strategies aimed at supporting orthodontic interventions are discussed. This review provides a conceptual framework for more comprehensive knowledge about signaling interaction during OTM.