Effect of cyclic tensile force on the expression of bone morphogenetic protein 9 and interleukin 6 in human periodontal ligament cells

Yanee Tantilertanant

dc.contributor.advisor	Neeracha Sanchavanakit
dc.contributor.author	Yanee Tantilertanant
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Dentistry
dc.date.accessioned	2022-07-23T04:00:58Z
dc.date.available	2022-07-23T04:00:58Z
dc.date.issued	2018
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/79455
dc.description	Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2018
dc.description.abstract	Periodontium is a specialized tissue laying between tooth and surrounding bone. It functions as force cushion. In particular stimulation including mechanical force, periodontal ligament (PDL) cells which are mechanosensitive cells have the ability to secrete specific cytokines and proteins. PDL cells also have the potential to differentiate into osteoblast-like cells or fibroblast-like cells. PDL cells perceive combination of force in oral cavity in which major component is cyclic tensile force (CTF). CTF play an essential role in modulating PDL cells to maintain both hard and soft tissue integrity. Here, we demonstrated that CTF was able to stimulate the expression of osteoinductive genes including bone morphogenetic proteins (BMPs) by PDL cells. Among the BMPs, BMP9 is one of the most potent osteogenic BMPs. We showed that continuously applied CTF for only the first 6 hours stimulated the synthesis of BMP9 which enhanced the mineral deposition by 14 days. Stimulation of BMP9 expression depended on ATP and P2Y1 receptors by an increased level of intracellular Ca2+ through the phospholipase C (PLC) pathway. In addition, CTF also upregulated the expression of interleukin 6 (IL6) and MMPs. We demonstrated that CTF induced IL6 expression coincided with an increased matrix metaloproteinase 3 (MMP3) expression. A neutralizing IL6 antibody attenuated the CTF-increased MMP3 expression, whereas stimulating the cells with recombinant human IL6 increased MMP3 expression. Thus, CTF-induced IL6 increased the expression of MMP3. Collectively, our findings suggest an essential modulatory role of CTF in the homeostasis and regeneration of the periodontium.
dc.description.abstractalternative	เนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์เป็นเนื้อเยื่อพิเศษที่อยู่ระหว่างฟันและกระดูก ทำหน้าที่ในการช่วยรับแรง เซลล์เอ็นยึดปริทันต์เป็นเซลล์ที่สามารถรับรู้แรงได้ โดยในการกระตุ้นจากแรงในช่องปาก เซลล์เอ็นยึดปริทันต์สามารถสร้างสารต่างๆที่มีความจำเป็นต่อการรักษาสมดุลของเนื้อเยื่อไว้ได้ เซลล์เอ็นยึดปริทันต์ยังสามารถเปลี่ยนแปลงตัวเองไปเป็นเซลล์สร้างกระดูก และเซลล์สร้างเส้นใยคอลลาเจนได้ เซลล์เอ็นยึดปริทันต์รับแรงในช่องปากในลักษณะผลรวมของแรงกระทำ โดยมีแรงส่วนใหญ่อยู่ในรูปแรงดึงแบบเป็นรอบ แรงดึงแบบเป็นรอบมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นเซลล์เอ็นยึดปริทันต์ให้รักษาสมดุลของเนื้อเยื่อทั้งเนื้อเยื่อแข็งและเนื้อเยื่ออ่อน การศึกษานี้ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของแรงดึงแบบเป็นรอบในการกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่ช่วยเหนี่ยวนำการสร้างกระดูกเช่น โบนมอร์โฟเจนเนติกโปรตีน รวมไปถึงแสดงให้เห็นว่าแรงดังกล่าวสามารถเร่งการสะสมแร่ธาตุโดยเซลล์เอ็นยึดปริทันต์ ในกลุ่มโบนมอร์โฟเจนเนติกโปรตีนนี้ โบนมอร์โฟเจนเนติกโปรตีน 9 มีศักยภาพในการเหนี่ยวนำให้เกิดการสร้างกระดูกสูงที่สุด อย่างไรก็ตาม ผลของแรงดึงแบบเป็นรอบต่อการแสดงออกของยีนโบนมอร์ฟอจีนิกโปรตีน 9 และการสะสมแร่ธาตุนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด การศึกษานี้ได้แสดงให้เห็นถึงการใช้แรงดึงแบบเป็นรอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 6 ชั่วโมงสามารถกระตุ้นการแสดงออกของยีนโบนมอร์ฟอจีนิกโปรตีน 9 และการสะสมแร่ธาตุในเซลล์เอ็นยึดปริทันต์ได้ โดยการกระตุ้นการแสดงออกของยีนนี้เกิดผ่านโมเลกุลเอทีพีและตัวรับชนิดพีทูวายวัน กลไกการกระตุ้นนี้เกิดผ่านการเพิ่มขึ้นของระดับแคลเซียมอิออนในเซลล์ และฟอสโฟไลเปส ซี นอกจากนี้ การใช้สารแอนติบอดี้ต่อโบนมอร์โฟเจนเนติกโปรตีน 9 ยังสามารถลดระดับการสะสมแร่ธาตุจากแรงดึงได้ด้วย แสดงให้เห็นว่าแรงดึงแบบเป็นรอบนี้สามารถกระตุ้นการสร้างสารที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกระดูกได้ ซึ่งชี้นำให้เห็นว่าแรงดึงมีลต่อการควบคุมสมดุลของเนื้อเยื่อแข็งในเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ นอกจากเนื้อเยื่อแข็งแล้ว การศึกษานี้ยังแสดงให้เห็นว่าแรงดึงแบบเป็นรอบสามารถกระตุ้นการสร้างไซโตไคน์ที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบอย่างอินเตอร์ลิวคิน 6 เซลล์เอ็นยึดปริทันต์อาจต้องใช้สารเหล่านี้ในการปรับเปลี่ยนสมดุลของเนื้อเยื่ออ่อนเพื่อตอบสนองต่อแรงกระตุ้น ผลของสารอินเตอร์ลิวคิน 6 ต่อการแสดงออกของยีนของเอนไซม์เมทริกซ์เมตาโลโปรตีนเนสซึ่งป็นเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการปรับเปลี่ยนเนื้อเยื่อนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด การศึกษานี้พบว่าแรงดึงแบบเป็นรอบสามารถทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอินเตอร์ลิวคิน 6 และ เอนไซม์เมทริกซ์เมตาโลโปรตีนเนสไปพร้อมๆกัน อินเตอร์ลิวคิน 6 สามารถเพิ่มการแสดงออกของยีนเมทริกซ์เมตาโลโปรตีนเนส 3 ได้ซึ่งพิสูจน์ด้วยการใช้สารแอนติบอดี้ต่ออินเตอร์ลิวคิน 6 และการใช้สารอินเตอร์ลิวคิน 6 ในการกระตุ้นเซลล์ แสดงให้เห็นว่าแรงดึงแบบเป็นรอบนี้มีความสำคัญต่อการปรับเปลี่ยนเนื้อเยื่ออ่อนในเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ด้วย
dc.language.iso	en
dc.publisher	Chulalongkorn University
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2018.385
dc.rights	Chulalongkorn University
dc.subject	Periodontal ligament
dc.subject	Dental pulp
dc.subject	เอ็นยึดปริทันต์
dc.subject	เนื้อเยื่อฟัน
dc.subject.classification	Dentistry
dc.title	Effect of cyclic tensile force on the expression of bone morphogenetic protein 9 and interleukin 6 in human periodontal ligament cells
dc.title.alternative	ผลของแรงดึงแบบเป็นรอบต่อการแสดงออกของโบนมอร์โฟเจนเนติกโปรตีน 9 และอินเตอร์ลิวคิน 6 ในเซลล์เอ็นยึดปริทันต์มนุษย์
dc.type	Thesis
dc.degree.name	Doctor of Philosophy
dc.degree.level	Doctoral Degree
dc.degree.discipline	Oral Biology
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2018.385