Hiroshi Masunaga

Androgen receptor stimulates bone sialoprotein (BSP) gene transcription via cAMP response element and activator protein 1/glucocorticoid response elements.

Bone sialoprotein (BSP) is an early marker of osteoblast differentiation. Androgens are steroid hormones that are essential for skeletal development. The androgen receptor (AR) is a transcription factor and a member of the steroid receptor superfamily that plays an important role in male sexual differentiation and prostate cell proliferation. To determine the molecular mechanism involved in the stimulation of bone formation, we have analyzed the effects of androgens and AR effects on BSP gene transcription. AR protein levels were increased after AR overexpression in ROS17/2.8 cells. BSP mRNA levels were increased by AR overexpression. However, the endogenous and overexpressed BSP mRNA levels were not changed by DHT (10−8 M, 24 h). Whereas luciferase (LUC) activities in all constructs, including a short construct (nts −116 to +60), were increased by AR overexpression, the basal and LUC activities enhanced by AR overexpression were not induced by DHT (10−8M, 24 h). The effect of AR overexpression was abrogated by 2 bp mutations in either the cAMP response element (CRE) or activator protein 1 (AP1)/glucocorticoid response element (GRE). Gel shift analyses showed that AR overexpression increased binding to the CRE and AP1/GRE elements. Notably, the CRE‐protein complexes were supershifted by phospho‐CREB antibody, and CREB, c‐Fos, c‐Jun, and AR antibodies disrupted the complexes formation. The AP1/GRE‐protein complexes were supershifted by c‐Fos antibody and c‐Jun, and AR antibodies disrupted the complexes formation. These studies demonstrate that AR stimulates BSP gene transcription by targeting the CRE and AP1/GRE elements in the promoter of the rat BSP gene. J. Cell. Biochem. 102: 240–251, 2007.

Regulation of bone sialoprotein (BSP) gene transcription by lipopolysaccharide.

Lipopolysaccharide (LPS) is a major mediator of inflammatory responses in periodontal disease that inhibits bone formation and stimulates bone resorption. To determine the molecular mechanisms involved in the suppression of bone formation, we have analyzed the effects of LPS on BSP gene expression. Bone sialoprotein (BSP) is a mineralized tissue‐specific protein that appears to function in the initial mineralization of bone. Treatment of osteoblast‐like ROS 17/2.8 cells with LPS (1 µg/ml) for 12 h caused a marked reduction in BSP mRNA levels. The addition of antioxidant N‐acetylcysteine (NAC; 20 mM) 30 min prior to stimulation with LPS attenuated the inhibition of BSP mRNA levels. Transient transfection analyses, using chimeric constructs of the rat BSP gene promoter linked to a luciferase reporter gene, revealed that LPS (1 µg/ml) suppressed expression of luciferase construct, encompassing BSP promoter nucleotides −108 to +60, transfected into ROS17/2.8 cells. The effects of LPS were inhibited by protein kinase A (PKA) inhibitor, H89 and the tyrosine kinase inhibitor, herbimycin A (HA). Introduction of 2 bp mutations in the inverted CCAAT box (ATTGG; nts −50 and −46), a cAMP response element (CRE; nts −75 to −68), a FGF response element (FRE; nts −92 to −85), and a pituitary specific transcription factor binding element (Pit‐1; nts −111 to −105) showed that the LPS effects were mediated by the CRE and FRE. Whereas the FRE and 3′‐FRE DNA‐protein complexes were decreased by LPS, CRE DNA‐protein complex did not change after LPS treatment. These studies, therefore, show that LPS suppresses BSP gene transcription through PKA and tyrosine kinase‐dependent pathways and that the LPS effects are mediated through CRE and FRE elements in the proximal BSP gene promoter.

A study of group therapy for periodontal disease. I. Practical application of CPITN and the effects of group therapy.

集団を対象とした歯科疾患, 特に歯周疾患の予防と治療を目的に, パン工場従業員473名を対象に集団検診, 集団治療を行った。CPITNによりスクリーニングされた有疾患者228名にプライマリーケア, アンケート調査, 診断指導書の配布などの集団治療を実施した結果, 137名が9ヵ月後の再評価検査まで治療を継続した。全対象者473名中, 100%の患者で何らかの歯周治療が必要と判定された。喪失歯数とウ蝕歯数は40歳代から急激な増加を示し, 歯周疾患は20歳代後半と50歳代前半に有病者の増加する傾向が見られた。治療対象者に行った問診, 精密検査では, CPITN個人コードとブラッシング習慣, 歯肉出血の自覚, PMAindex, 歯周ポケット値との間に正の相関が認められた。検診終了時には, ブラッシング習慣, PCR値の改善, 歯周疾患に対する認識の向上が認められ, その傾向はCPITN個人コードの高い群で著明だった。

Significance of the Diagnosis of the Thickness of Gingiva and the Width of Attached Gingiva on the Maintenance of Periodontal Health.

本研究では, 歯周組織の健康と歯肉の厚さや付着歯肉の幅に注目して, 歯肉の厚さを測定する方法について検策し, この方法を応用して測定した歯肉の厚さと付着歯肉の幅の診査の意義について検討を加えた。まず, 超音波測定器 (SDM, Krupp社製) を用いて予備実験をおこなった。その結果, 超音波反射法による直径5mmの探触子を歯肉表面に直角になるように, できるだけ約1g以内の力 (測定圧5g/cm2未満) で接触させて歯肉の厚さを測定した場合, 測定誤差が少ないことがわかった。次に, 臨床的に健康な下顎犬歯, 小臼歯部頬側18部位の歯肉の厚さについてSDMの測定値と同一の部位の針による歯肉の厚さ (サウンディング法) の測定値を比較した。また, SDMが平均化して測定する直径約5mmの測定部位の5点の測定点の針による実測値の平均値と比較したが, SDMによる値と近似した値を示すことが判った。次に, 健常者の犬歯, 小臼歯頬側60部位のSDM値による歯肉の厚さと同部位の付着歯肉の幅をノギスで測定した。この測定法を応用して, 遊離歯肉移植後1～18年のメインテナンス中の8名の患者の下顎犬歯, 小臼歯, 36部位を被験部位とし, 臨床的診査, 歯肉の厚さ, 付着歯肉の幅を測定したが, 歯肉の厚さおよび付着歯肉の幅は健常者と同程度に維持されていることがわかった。以上のことから, 臨床的に歯周組織の診査を行う上で, ノギスを用いて付着歯肉の幅を測定, さらにSDMを用いて歯肉の厚さの測定する方法は, 歯肉の健康, 歯周治療後の歯肉の状態などを判定する上で, 簡便に応用できる診査法であると考えられた。

Predominant cultivable bacteria and specificity of local antibody responses in juvenile periodontal disease.

若年者における8名の歯周炎の病型を検索した結果, 病変の広がり, 口腔内診査の結果などを加味した臨床的視点から, 限局型と広汎型に分類類した。同一患者の口腔内から“罹患部位と非罹患部位を選択し, 両部位に対してポケット内細菌の同定, 歯肉溝浸出液中の抗体価の測定を行い, 同時に, X線, 研究模型による診査を加え, 形態学的な検索も行った。形態学的診査の結果, 概して上顎第一大臼歯は水平的, 下顎第一大臼歯は垂直的な骨吸収像を示す傾向があり, 限局型では歯槽幅/歯冠径比が大きい場合が多く, また, 咬合関係の不調和がその部位の病変を増悪させている可能性が考えられた。細菌学的には, B. gingivalis, H. actinomycetemcomitans, Capnocytophagaが罹患部位で多く検出された。歯肉溝滲出液中の抗体価は, 罹患部位で高いとは限らず, 非罹患部位で高い場合も認められたため, その部位の病変を抗体価で規定することは困難であると考えられた。

Clinical evaluation of brushing with an anti-inflammatory agent in periodontal disease.

ヒノキチオール, クロルヘキシジン, グリチルレチン酸, 酢酸トコフェロールを主成分とした, ブラッシング時に用いる抗炎症製剤LA-Mを用い, 28日間の臨床試験を行った。対象者は歯周疾患による骨吸収を認めないグループ1, 歯肉炎 (15名), 骨吸収量が歯根の1/3を越えないグループII, 軽度の歯周炎を有するもの (19名) とし, ブラッシングのみの場合 (対照) とLA-Mを使用した場合の臨床所見を比較検討した。PCR値は両者間に差を認めなかった。GI, PBIは最大値においてLA-M使用時にグループI, IIともに軽微の減少傾向を示した。全診査部位中のPBI値が2以上を示す部位の占める比率, 歯間隣接面におけるポケット4mm以上の部位の占める比率は, LA-Mの使用後28日目に顕著に減少し, グループIにおいてはPBI, ポケットともに対照との間に有意差を認めた。グループIIにおいても同様に減少が認められた。ポケットの消退は特に臼歯部で著明だった。以上よりLA-Mは歯肉炎, 軽度の歯周炎に対し消炎効果を有し, 歯周治療への応用が有用であると考えられた。

Morphological study of periodontal tissues in the initial stage of periodontal disease. Part 2. Analysis of morphological measurement and status of periodontal disease

The morphological characteristics of periodontal tissue in periodontal disease have been interpreted differently by a number of clinical observers. Many have reported that the malposition and functional malocclusion of teeth is injurious to the periodontium. We reported in Part I that a system for evaluating periodontal status was developed for the diagnosis and management of the interproximal area at the initial stage of bone resorption. The patient group consisted of 36 adults, from 21 to 55 years of age. The severity score represented the calculated loss of periodontal support tissues: loss of alveolar bone, evaluated roentgenologically, bone level and pattern in vertical and horizontal form, periodontal pocket and gingival inflammation. Because poor oral hygiene and other factors caused swelling by gingival inflammation, we obtained study specimens from patients with chronic periodontal disease after a few tooth brushing instructions, and scalings during initial therapy in order to detect initial and established pathological changes in periodontal tissue. The purpose of this study was to clarify the relationship between periodontal disease status and morphological diagnostic indicators and different degrees of harmony and disharmony in the lower jaw. In all age groups the average percentage of bone loss and intraosseous defects tended to be higher in the groups categorized as Type III and Type F, and in the area that showed a very deep concave Spee curve to the occlusal plane in Pattern D. We considered that these morphological characteristics might be of secondary importance for diagnosis. Oral local factors were the primary extrinsic factor in the pathogenesis of horizontal and vertical interproximal bone absorption in the area of the premolars and molars.

A study of clinical and biochemical evaluation on disease activity of periodontal disease in monkeys.

本研究では, 歯周疾患の進行を動的に捉えるファクターを検索する目的で, 3ヵ月の実験期間中に惹起された, 高度に進行した歯周炎に至るさまざまな病態像を呈するサルを用いて, Disease activityを表すパラメーターとしては何が有効であるかを解明した。その結果, 正常状態と軽度な歯周疾患との病態像の差異を比較すると, アルカリフォスファターゼ比活性値の差が大きく変化しており, 同様にβ-グルクロニダーゼ比活性値は, 骨吸収を伴う高度な歯周疾患において高値を示し, これらの酵素は, 初期, 或いは進行した病変のDisease activityを反映している事が示唆された。酸性フォスファターゼ比活性値については, 歯周疾患の活性度のパラメーターとして特徴的な変化を示さなかった。