Evolutionary medical research on the involvement of enamelin in enamel structure and amelogenesis imperfecta

牙釉质参与牙釉质结构和釉质形成不全的进化医学研究

基本信息

批准号：
21K10171
负责人：
新谷誠康
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Tokyo Dental College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

NAM遺伝子の突然変異を原因とするエナメル質形成不全のヒトエナメル質はエナメル小柱を欠き、厚みが薄いなど両生類のエナメル質と酷似している。両生類におけるENAM分子の発現部位や発現タイミングを解明し、進化学的に比較検討することによってヒトあるいは哺乳類のENAMの特徴（ENAMの何がヒトのエナメル質形成に重要なのか）が明らかになり、ENAM遺伝子の変異がカエルエナメル質と酷似した形態のエナメル質形成不全症を引き起こすプロセスの解明や治療に役立つと考えられる。免疫組織学的手法を用いて、両生類のアフリカツメガエにおける歯胚のENAM遺伝子の発現とENAMタンパク質の分布を調べ、哺乳類で報告されているそれらとの比較により、ENAMの進化における変遷と変遷しない本来の機能について考察を加えることを目的に研究を遂行した。昨年度はカエルENAM推定アミノ酸配列をもとに作製した、ENAMの中で最も重要な機能を持つと考えられ、エナメル小柱と小柱間エナメル質に存在してエナメル小柱構造の樹立に貢献していると考えられる32KDaペプチド相同部位に対するポリクロナール抗体を作製し、リコンビナントカエルENAMによる抗体評価を行った。抗体を作製するにあたってカエルENAMの32KDaペプチド相同部位の領域に推定アミノ酸配列をもとにその配列と一致するペプチドを作製した。各ペプチドを用いてウサギに免疫を行い、その抗体価の上昇した血清を精製し抗体を得た。免疫染色を行った結果,エナメル芽細胞と基質の境界、エナメル-象牙境に強い発現が認められ、歯嚢を構成するほかの細胞にも弱い発現が認められた。

人类的牙釉质是由于NAM基因突变引起的牙釉质发育不全而导致的，缺乏牙釉质小梁，而且很薄，与两栖动物的牙釉质非常相似。通过阐明两栖动物中 ENAM 分子的表达位点和时间并从进化角度进行比较，将阐明人类或哺乳动物 ENAM 的特征（ENAM 对于人类牙釉质形成的重要性），这项研究被认为是有用的。阐明和治疗 ENAM 基因突变导致牙釉质发育不全的过程，这是一种与青蛙牙釉质非常相似的疾病。利用免疫组织学方法，我们研究了两栖类非洲爪蟾牙胚中 ENAM 基因的表达和 ENAM 蛋白的分布，并将其与哺乳动物中报道的进行比较，以确定 ENAM 进化过程中的变化和非转变的目的。这项研究是为了考虑它的原始功能。去年，我们根据推导的ENAM氨基酸序列创建了青蛙ENAM，ENAM被认为具有ENAM中最重要的功能，存在于牙釉质小梁和小梁间牙釉质中，并有助于我们生成的牙釉质小梁结构的建立。一种针对 32KDa 肽同源位点的多克隆抗体，该位点被认为是 32KDa 肽的来源，并使用重组青蛙 ENAM 评估了该抗体。为了创建抗体，我们根据预测的氨基酸序列创建了与青蛙 ENAM 32KDa 肽同源区域中的预测氨基酸序列相匹配的肽。用各肽免疫家兔，纯化抗体效价增加的血清以获得抗体。免疫染色的结果是，在成釉细胞和基质之间的边界以及牙釉质-牙本质界面处观察到强表达，并且在构成牙囊的其他细胞中也观察到弱表达。