成熟期エナメル芽細胞の分化機構の解明とその制御によるエナメル質形成技術の開発

阐明成熟成釉细胞的分化机制并通过其控制开发牙釉质形成技术

• 批准号: 22KJ0194
• 负责人: 大竹 慎司
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0194/
• 关键词: 歯の発生; エナメル質; エナメル芽細胞; 石灰化機構

歯の表層に存在するエナメル質は生体内で最も硬い構造物である。歯の発生において歯原性上皮細胞から分化したナメル芽細胞は、基質分泌期、移行期、成熟期と分化してカルシウム等が石灰化することによって、エナメル質が形成することが知られている。我々はエナメル芽細胞の分化において、分化の方向を決定づけるSox21、石灰化に重要なGpr115、エナメル基質分泌に重要なAmbnを明らかにした。しかし、エナメル芽細胞の分化度による機能の変化、in vivoと同様の効率的なエナメル質形成技術は解明されていない。本研究では、エナメル芽細胞で発現している分化制御を行うターゲット分子として、カルシウム結合ドメインを有し、カルシウムイオン輸送に関与しているS100ファミリーに注目した。その中でもシングルセルRNAシークエンスおよびマイクロアレイを用いた網羅的解析によりS100a6をターゲット分子とし、エナメル芽細胞の分化機構への影響を解明し、効率的なエナメル質形成技術の確立を目標としている。in vivoでは、S100a6免疫染色において胎生13,15日及び生後1,7日齢マウス臼歯歯胚のうち生後マウスで発現し、エナメル質に接するエナメル芽細胞に局在を認めた。6週齢マウス切歯歯胚では、エナメル芽細胞の分化時期において発現部位の変化を認めた。in vitroでは、ラット歯原性上皮において歯原性上皮細胞からエナメル芽細胞へ分化誘導した場合、S100a6の発現部位に変化を認めた。更に、Fアクチン染色において歯原性上皮細胞からエナメル芽細胞へ分化誘導すると、細胞質だけでなく細胞膜付近で強く発現していた。以上から、S100a6はエナメル質の石灰化や細胞遊走に関与している可能性が示唆された。

牙釉质存在于牙齿的表层，是生物体中最坚硬的结构。已知在牙齿发育过程中，由牙源性上皮细胞分化而来的成釉细胞分化为基质分泌期、过渡期和成熟期，并通过钙的钙化等形成牙釉质。我们鉴定了决定成釉细胞分化方向的 Sox21、对矿化很重要的 Gpr115 和对牙釉质基质分泌很重要的 Ambn。然而，取决于成釉细胞分化程度的功能变化以及类似于体内的有效牙釉质形成技术尚未阐明。在这项研究中，我们重点关注 S100 家族，它具有钙结合结构域并参与钙离子转运，作为成釉细胞中表达的调节分化的靶分子。其中，我们旨在以S100a6为靶分子，通过单细胞RNA测序和微阵列综合分析，阐明其对成釉细胞分化机制的影响，建立高效的牙釉质形成技术。在体内，S100a6 免疫染色显示，它在胚胎第 13 天和第 15 天的出生后小鼠牙胚以及第 1 天和第 7 天的小鼠臼齿牙胚中表达，并且定位于与牙釉质接触的成釉细胞中。在6周大的小鼠门牙牙胚中，在成釉细胞的分化阶段观察到表达位点的变化。在体外，当大鼠牙源性上皮中的牙源性上皮细胞被诱导分化为成釉细胞时，观察到S100a6的表达位点发生变化。此外，F-肌动蛋白染色显示，当牙源性上皮细胞被诱导分化为成釉细胞时，它不仅在细胞质中强烈表达，而且在细胞膜附近也强烈表达。这些结果表明 S100a6 可能参与牙釉质矿化和细胞迁移。

项目成果

S100a6はエナメル芽細胞の分化を調節する

S100a6 调节成釉细胞分化

• 发表时间: 2022
• 作者: 大竹慎司;齋藤 幹;千葉雄太;吉岡直哉;室月研;山田亜矢;福本敏
• 通讯作者: 福本敏

S100a6がエナメル芽細胞分化に及ぼす影響

S100a6 对成釉细胞分化的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 大竹 慎司;千葉 雄太;吉岡 直哉;室月 研;山田 亜矢;福本 敏;齋藤 幹
• 通讯作者: 齋藤 幹