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顎口腔矯正学分野

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分野の紹介

顎口腔矯正学分野では、一般的な不正咬合に加え、先天疾患あるいは顎変形症に起因する不正咬合の矯正歯科治療を行い、その基盤となる基礎的、臨床的研究を行っています。

近年、矯正歯科治療は、先進的な医用器材やコンピュータ技術の進歩によって、従来の治療方法と大きくかわってきました。顎口腔矯正学分野のヒトを対象とした研究プロジェクトとして、歯科矯正用アンカースクリュー（インプラント）、顎口腔機能の解析、睡眠時無呼吸症、顔面軟組織形態の審美性に関する独創的な臨床研究があります。また、生物学的背景に関する研究プロジェクトとして、歯の移動のメカニズムやメカニカルストレス応答機構の解析、新しい矯正歯科治療技術の開発と基礎研究成果を融合一体化させて歯科矯正学の基盤進展を目指して、医療全体の発展に貢献しうる研究を行っています。

また、新しい矯正歯科治療として、エッジワイズ治療の固定源や顎骨成長の制御を目的として歯科矯正用アンカースクリューを臨床に取り入れ、その技術の開発、改良を行い、使用法を確立してきました。これまで数多くの国際誌ならびに国際学会招待講演にて研究発表や受賞をし、国内外に新たな情報発信をしています。

教員構成

主な研究テーマ

  • 歯科矯正用アンカースクリューを用いた矯正歯科治療法の開発
  • 不正咬合と顎口腔機能の関係
  • 外科的矯正治療の三次元シミュレーション法の開発
  • 矯正学的歯の移動の分子生物学的メカニズムの解明
  • 顎顔面の発生の分子生物学的メカニズムの解明
  • 骨細胞、歯根膜細胞、軟骨細胞のメカニカルストレス応答機構の解明
  • 理学的刺激による矯正学的歯の移動促進方法の開発
  • 顎関節のメカニカルストレスに対する反応性の分子生物学的メカニズムの解明
  • 歯科矯正用医用材料の開発
  • 内軟骨性骨形成の制御機構の解明
  • 関節荷重が顎関節の細胞外基質の発現に及ぼす影響

最近の業績

  1. Kitaura H, et al. Osteocyte-related cytokines regulate osteoclast formation and bone resorption. Int J Mol Sci 21;21(14):5169, 2020.
    骨細胞関連サイトカインの破骨細胞形成と骨吸収の制御機構に関する総説
  2. Marahleh A, et al. Obtaining primary osteocytes through murine calvarial fractionation of GFP-expressing osteocytes. J Vis Exp 2;(160), 2020.
    Dmp-1-topazマウスの頭蓋冠から初代骨細胞を分離する方法を確立した。この培養骨細胞がSost/sclerostin、Dmp-1の発現が高く、Keraの発現は低いという骨細胞に特徴的な表現型を有していることを明らかにした。
  3. Noguchi T, et al. TNF-α stimulates the expression of RANK during orthodontic tooth movement. Arch Oral Biol 117:104796, 2020.
    in vitro実験、マウス頭蓋冠へのTNF-αの局所投与および歯の移動モデルによる免疫染色から、TNF-αが矯正学的歯の移動時のRANK発現を刺激することを、明らかにした。
  4. Ohori F, et al. IL-33 Inhibits TNF-α-Induced osteoclastogenesis and bone resorption. Int J Mol Sci 21(3):1130, 2020.
    マウスの頭蓋冠から初代骨細胞を用いたin vitro実験と歯の移動モデルによるin vivo実験から、骨細胞がTNFR（TNF受容体）を有しており、TNF-αによってRANKL mRNA発現、RANKL/OPG比が増加することを明らかにした。
  5. Aonuma T, et al. Delayed tooth movement in Runx2+/- mice associated with mTORC2 in stretch-induced bone formation. Bone Rep 12:100285, 2020.
    骨芽細胞分化の基本的転写因子であるRunt-related transcription factor 2 (Runx2) 遺伝子欠損マウスを用いた歯の移動実験モデルとin vivo実験から、TORC2の活性化を介して牽引力によって誘導される骨髄間質細胞の増殖と骨形成へのRunx2の役割を明らかにした。
  6. Nara Y, et al. Anti-c-fms antibody prevents osteoclast formation and bone resorption in co-culture of osteoblasts and osteoclast precursors in vitro and in ovariectomized mice. Int J Mol Sci 25;21(17):6120, 2020
    Macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) 受容体に対する抗体（Anti-c-fms抗体）による破骨細胞形成を抑制することを骨芽細胞と破骨細胞前駆細胞との共培養と卵巣摘出マウスにおいて明らかにした。
  7. Qi A, et al. Effect of a DPP-4 inhibitor on orthodontic tooth movement and associated root resorption. Biomed Res Int 18;2020:7189084, 2020.
    2型糖尿病の治療薬であるdipeptidyl peptidase-4（DPP-4）が矯正学的歯の移動と歯根吸収を抑制することを明らかにした。
  8. Seiryu M, Ida H, Mayama A, Sasaki S, Sasaki S, Deguchi T, Takano-Yamamoto T/A comparative assessment of orthodontic treatment outcomes of milder skeletal Class III malocclusion between facemask and facemask in combination with a miniscrew in growing patients: a single-center, prospective randomized controlled trial. Angle Orthod 90(1):3-12, 2020.
    骨格性Ⅲ級不正咬合の２つの治療方法のアウトカムについてRCT研究を行い、歯科矯正用アンカースクリューを併用した前方牽引装置による治療が従来の牽引装置単独の治療よりも有効であることを明らかにした。
  9. Kameda M, Abiko Y, Washio J, Tanner ACR, Kressirer CA, Mizoguchi I, Takahashi N. Sugar Metabolism of Scardovia wiggsiae, a Novel Caries-Associated Bacterium. Front Microbio, doi: 10.3389/fmicb.2020.00479. eCollection 2020., 2020.
    Scardovia wiggsiaeの酸産生過程での乳酸耐性は菌の高い酸産生と耐性能に関与し、乳酸が多い齲蝕病変のような酸性環境において生態学的に競合していることを示した。
  10. Kawaguchi K, Iijima M, Muguruma T, Endo K, Mizoguchi I. Effects of bioactive glass coating by electrophoretic deposition on esthetical, bending, and frictional performance of orthodontic stainless steel wire. Dent Mater J, doi: 10.4012/dmj.2019-085, Epub ahead of print, 2020.
    電気泳動堆積と生体活性ガラス被覆による矯正用ステンレススチールワイヤーの表面処理は、審美性に優れた矯正用ワイヤーに適用できる可能性を示した。
  11. Ohori F, Kitaura H, Ogawa S, Shen WR, Qi J, Noguchi T, Marahleh A, Nara Y, Pramusita A, Mizoguchi I. IL-33 inhibits TNF-α-induced osteoclastogenesis and bone resorption. Int J Mol Sci 8;21(3). pii: E1130, 2020.
    IL-1ファミリーに属するIL-33がTNF-αで誘導される破骨細胞形成および骨吸収を抑制することをin vitroおよびin vivoで明らかにした。これは破骨細胞前駆細胞に対してTNF-aで誘導されるIκBのリン酸化によるNF-κBの核移行を抑制することで起きることを明らかにした。
  12. Bando K, Kuroishi T, Sugawara S, Endo Y: Interleukin-1 and histamine are essential for inducing nickel-allergy in mice. Clin Exp Allergy. 49(10):1362-1373, 2019.
    ニッケル金属アレルギーの発現にはインターロイキン (IL)-1とヒスタミンが必須であることを、マウスを用いた動物実験から明らかにした。
  13. Marahleh A, Kitaura H, Ohori F, Kishikawa A, Ogawa S, Shen WR, Qi J, Noguchi T, Nara Y, Mizoguchi I. TNF-α directly enhances osteocyte RANKL expression and promotes osteoclast formation. Front Immunol 13;10:2925, 2019.
    TNF-αが骨細胞に直接作用してRANKL発現促進およびそれによる破骨細胞形成を促進することをin vivoとin vitroの実験系から明らかにした。これはTNF-aが骨細胞に作用してIκBのリン酸化によるNF-κBの核移行を促進およびMAPKsのリン酸化を促進することで起きることを明らかにした。
  14. Ogawa S, Kitaura H, Kishikawa A, Qi J, Shen WR, Ohori F, Noguchi T, Marahleh A, Nara Y, Ochi Y, Mizoguchi I. TNF-α is responsible for the contribution of stromal cells to osteoclast and odontoclast formation during orthodontic tooth movement. PLoS One 16;14(10):e0223989, 2019.
    野生型およびTNF受容体遺伝子欠損マウスに致死量のラジエーションを行い、それぞれの造血系細胞を骨髄移植し4種類のキメラマウスを作成する実験系において、TNF-α反応性の間質細胞が矯正学的歯の移動における破骨細胞形成および破歯細胞形成に重要に役割を担っていることを明らかにした。
  15. Ohori F, Kitaura H, Marahleh A, Kishikawa A, Ogawa S, Qi J, Shen WR, Noguchi T, Nara Y, Mizoguchi I. Effect of TNF- α-induced sclerostin on osteocytes during orthodontic tooth movement. J Immunol Res 24;2019:9716758, 2019.
    TNF-αは骨細胞のスクレロスチン発現を誘導する。さらに誘導されたスクレロシチンが骨細胞のRANKLの発現を誘導し、矯正学的歯の移動時の破骨細胞形成を促進することを明らかにした。
  16. Qi J, Kitaura H, Shen WR, Kishikawa A, Ogawa S, Ohori F, Noguchi T, Marahleh A, Nara Y, Mizoguchi I. Establishment of an orthodontic retention mouse model and the effect of anti-c-Fms antibody on orthodontic relapse. PLoS One 19;14(6):e0214260, 2019.
    矯正学的後戻りのマウスモデルを確立した。そのモデルを使用し、抗c-fms 抗体の歯槽骨への投与によって破骨細胞形成が抑制され、矯正学的後戻りを減少させることを明らかにし、M-CSF あるいはその受容体は後戻り抑制の治療標的となりうる可能性を示した。
  17. Kishikawa A, Kitaura H, Kimura K, Ogawa S, Qi J, Shen WR, Ohori F, Noguchi T, Marahleh A, Nara Y, Ichimura A, Mizoguchi I. Docosahexaenoic AcidInhibits Inflammation-Induced Osteoclast Formation and Bone Resorption in　vivo Through GPR120 by Inhibiting TNF-α Production in Macrophages and　irectly Inhibiting Osteoclast Formation. Front Endocrinol (Lausanne) 15;10:157, 2019.
    TNF-aにより誘導される破骨細胞形成がDHA によるGPR120刺激により抑制されることをin vitroで明らかにした。さらにGPR120遺伝子欠損マウスを用いてLPSによる破骨細胞形成および骨吸収は、GPR120刺激により抑制することを明らかにした。
  18. Marahleh A, Kitaura H, Ishida M, Shima K, Kishikawa A, Ogawa S, Shen WR, Qi J, Ohori F, Noguchi T, Nara Y, Mizoguchi I. Effect of anti-c-fms antibody on osteoclast formation and proliferation of osteoclast precursor in vitro. J Vis Exp 18:145, 2019.
    抗c-fms 抗体は、TNF-aによる破骨細胞形成をRANKLによる破骨細胞形成より、低濃度で抑制した。さらに、M-CSFによる破骨細胞前駆細胞誘導抑制は、高濃度の抗c-fms 抗体が必要であることを明らかにした。抗c-fms 抗体は病的な破骨細胞形成をより低濃度で抑制できる可能性を明らかにした。
  19. Ishida M, Shen WR, Kimura K, Kishikawa A, Shima K, Ogawa S, Qi J, Ohori F, Noguchi T, Marahleh A, Kitaura H. DPP-4 inhibitor impedes　lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption in vivo. Biomed Pharmacother 109:242-253, 2019.
    糖尿病治療薬のDipeptidyl peptidase 4 (DPP-4) 抑制剤は、LPS投与による破骨細胞形成および骨吸収を抑制することを明らかにした。この作用は、in vivoにおいてLPSによるTNF-aの発現を抑制することにより間接的に破骨細胞形成を抑制であることを明らかにした。
  20. Sakamoto M, Fukunaga T, Sasaki K, Seiryu M, Yoshizawa M, Takeshita N, Takano-Yamamoto T. Vibration enhances osteoclastogenesis by inducing RANKL expression via NF-κB signaling in osteocytes. Bone 123:56-66, 2019.
    株化骨細胞様細胞 MLO-Y4を用いたin vitro実験系とラットを用いたin vivoの実験系から、振動刺激が前破骨細胞の細胞数と圧迫側骨細胞におけるNF-κB活性およびRANKL発現の増加を介して、骨吸収を促進することを明らかにした。
  21. Iijima M, Ishikawa R, Kawaguchi K, Ito S, Saito T, Mizoguchi I. Effects of pastes containing ion-releasing particles on dentin remineralization. Dent Mater J 31;38:271-277, 2019.
    イオン徐放性粒子のコーティングの象牙質再石灰化への効果を明らかにした。
  22. Ida H, Seiryu M, Takeshita N, Iwasaki M, Yokoyama Y, Tsutsumi Y, Ikeda E, Sasaki S, Miyashita S, Sasaki S, Fukunaga T, Deguchi T, Takano-Yamamoto T. Biosafety, stability, and osteogenic activity of novel implants made of Zr70Ni16Cu6Al8 bulk metallic glass for biomedical application. Acta Biomater 74:505–517, 2018.
    新素材Zr70Ni16Cu6Al8金属ガラス製歯科矯正用アンカースクリューの機械特性、骨内安定性および骨形成能を検討し、本材質製スクリューが生体材料として有用であることを明らかにした。
  23. Sugisawa H, Kitaura H, Ueda K, Kimura K, Ishida M, Ochi Y, Kishikawa A, Ogawa S, Takano-Yamamoto T. Corrosion resistance and mechanical properties of titanium nitride plating on orthodontic wires. Dent Mater J 37(2):286–292, 2018.
    窒化チタン (TiN) をイオンプレートコーティングしたステンレス鋼ワイヤーの腐食挙動と機械特性を検討し、矯正臨床に有益であることを明らかにした。
  24. Matsuzawa H, Toriya N, Nakao Y, Konno-Nagasaka M, Arakawa T, Okayama M, Mizoguchi I. Cementocyte cell death occurs in rat cellular cementum during orthodontic tooth movement. Angle Orthod 87(3):416–422, 2018.
    歯の移動時に生じる圧迫測歯根膜の硝子様変性組織に隣接するセメント質セメント細胞が細胞死を生じることを明らかにした。
  25. Takano-Yamamoto T, Sasaki K, Fatemeh G, Fukunaga T, Seiryu M, Daimaruya T, Takeshita N, Kamioka H, Adachi T, Ida H, Mayama A. Synergistic acceleration of experimental tooth movement by supplementary high-frequency vibration applied with a static force in rats. Sci Rep 7(1):13969, 2017.
    振動刺激が歯根周囲および歯槽骨内部における破骨細胞形成、骨吸収を亢進させることにより矯正学的歯の移動を促進することを明らかにした。
  26. Bando K, Tanaka Y, Kuroishi T, Sasaki K, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y. Mouse model of hydroquinone hypersensitivity via innate and acquired immunity and its promotion by combined reagents. J Invest Dermatol 137(5):1082–1093, 2017.
    胸腺間質性リンホポエチン、IL-1、T細胞、ナチュラルキラー細胞は、ハイドロキノン (HQ) に対する接触超感受性の獲得と増強に重要な役割を果たすこと、および炎症性化学物質がHQに対する接触超感受性の促進にアジュバントとして作用することを明らかにした。
  27. Shima K, Tsuchiya M, Oizumi T, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y. Inflammatory Effects of nitrogen-containing bisphosphonates (N-BPs): Modulation by non-N-BPs. Biol Pharm Bull 40(1):25-33, 2017.
    窒素非含有ビスホスホネート（エチドロネート、クロドロネート）は、非選択的にリン酸輸送物質に作用するが、チルドロネートは高い分子量のリン酸輸送する窒素含有ビスホスホネートに作用しないことを明らかにした。
  28. Takano-Yamamoto T, Fukunaga T, Takeshita N. Gene expression analysis of CCN protein in bone under mechanical stress. Methods Mol Biol 1489:283–308, 2017.
    液体剪断応力、基質のひずみ、圧縮力、引っ張り応力などのメカニカルストレス下の骨を構成する骨細胞における結合組織成長因子(CCN2) の発現を解析するin vivoとinvitroの技術を確立した。
  29. Takeshita N, Hasegawa M, Sasaki K, Seki D, Seiryu M, Miyashita S, Takano I, Oyanagi T, Miyajima Y, Takano-Yamamoto T. In vivo expression and regulation of genes associated with vascularization during early response of sutures to tensile force. J Bone Miner Metab 35(1):40–51, 2017.
    頭蓋縫合に牽引力を負荷すると、血管内皮細胞成長因子(Vegf) のmRNA発現が亢進すること、および牽引初期でのVegfの発現はCTGFとROCK2によって制御されていることを明らかにした。
  30. Saeed J, Kitaura H, Kimura K, Ishida M, Sugisawa H, Ochi Y, Kishikawa A, Takano-Yamamoto T. IL-37 inhibits lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption in vivo. Immunol Lett 175: 8–15, 2016.
    IL-1ファミリーに属する新規サイトカインであるIL-37は、炎症時に産生されるTNF-αの産生を抑制することで、炎症時に誘導される破骨細胞形成および骨吸収を抑制することを明らかにした。
  31. Shima K, Nemoto W, Tsuchiya M, Tan-No K, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y. The bisphosphonates clodronate and etidronate exert analgesic effects by acting on glutamate- and/or ATP-related pain transmission pathways. Biol Pharm Bull 39(5):770–777, 2016.
    クロドロネートとエチドロネートは、窒素含有ビスホスホネートにみられる副反応を生じることなく有効な鎮痛作用と骨吸収抑制効果を有することから、骨粗鬆症の治療に有益であることを明らかにした。
  32. Kinbara M, Bando K, Shiraishi D, Kuroishi T, Nagai Y, Ohtsu H, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y. Mast cell histamine-mediated transient inflammation following exposure to nickel promotes nickel allergy in mice. Exp Dermatol 25(6):466–471, 2016.
    ニッケルへの被ばく後のマスト細胞のヒスタミンを介した一過性の炎症反応がその後のニッケルアレルギーを促進することを明らかにした。
  33. Yoshida M, Hata K, Takashima R, Ono K., Nakamura E, Takahata Y, Murakami T, Iseki S, Takano-Yamamoto T, Nishmura R, Yoneda T. The transcription factor Foxc1 is necessary for Ihh-Gli2-regulated endochondral ossification. Nat Commun 26(6):6653, 2015.
    転写因子Foxc1は、顎顔面骨格形成を担う内軟骨性骨形成過程において、Ihhのシグナル伝達分子Gli2と協調的に作用することによりPTHrPおよびCol10の発現を促進することを明らかにした。
  34. Ishida M, Kitaura H, Kimura K, Sugisawa H, Aonuma T, Takada H, Takano-Yamamoto T. Muramyl dipeptide enhances lipopolysaccharide-induced osteoclast formation and bone resorption through increased RANKL expression in stromal cells. J Immunol Res (Clin Dev Immunol), Article ID 132765, 12 pages, 2015.
    LPSによって引き起こされる病的破骨細胞形および骨吸収は、ペプチドグリカンの最小認識成分であるMDPによって増加することを明らかにした。
  35. Hakami ZW, Kitaura H, Kimura K, Ishida M, Sugisawa H, Ida H, Takano-Yamamoto T. Effect of Interleukin-4 on orthodontic tooth movement and associated root resorption. Eur J Orthod 37(1):87–94, 2015.
    矯正学的歯の移動のマウスモデルにおいて、矯正学的歯の移動、それに伴う破骨細胞形成および歯根吸収がTh2型であるIL-4により抑制されることを明らかにした
  36. Deguchi T, Seiryu M, Daimaruya T, Garetto LP, Takano-Yamamoto T, Roberts WE. Decreased alveolar bone turnover is related to the occurrence of root resorption during experimental tooth movement in dogs. Angle Orthod 85(3):386–393, 2015.
    矯正治療に伴う歯根吸収は、長期にわたる歯の移動によって生じる高ストレス領域での骨形成の減少と関連することを明らかにした。
  37. Nakao Y, Konno-Nagasaka M, Toriya N, Arakawa T, Kashio H, Takuma T, Mizoguchi I. Proteoglycan expression is influenced by mechanical load in TMJ discs. J Dent Res 94(1):93–100, 2015.
    関節荷重の増大によって、関節円板のGAG含有量、versican V0、versican V1、decorin、biglycanおよびchondroadherinのmRNA発現とタンパク質発現が亢進することが明らかになった。

分野問い合わせ

E-mail：mizo*tohoku.ac.jp（*を＠に変えてください。）
TEL：022-717-8374
FAX：022-717-8378

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