ヒト歯原性幹細胞株樹立と分化誘導因子探索:in vitro歯牙形成の為の基礎研究

人牙源干细胞系的建立及分化诱导因子的寻找：体外成牙的基础研究

• 批准号: 13771070
• 负责人: 坂本 啓
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13771070/
• 关键词: 歯胚; 分化; Notch; シグナル伝達; Delta; NOV; 分化抑制; 幹細胞; 歯胚; 分化; Notch; シグナル伝達; Delta; NOV; 分化抑制; 幹細胞

本研究計画では歯胚分化因子のスクリーニングの第一段階としてヒト象牙芽細胞株の確立を予定したが、研究環境の変化によりこのステップは省略した。というのは、膜蛋白質型受容体であるNotchを介したシグナル伝達が、歯胚の分化・形成に重要であるという報告が複数あり、他の臓器、組織と同様にNotchシグナルが歯牙の発生に深く関わっていることがほぼ確実とみなされたためである。したがって私はそのシグナル伝達機構の詳細な解析を行った。Notchシグナルは隣接する細胞膜上に存在するDeltaあるいはSerrateがリガンドとして働くが、歯胚などでの発現をみると、同じ細胞でリガンドと受容体が発現している場合も多い。しかしその意義はよく分かっていなかった。私は同じ細胞上でのリガンドの発現が、隣接する細胞で発現している場合とは逆にNotchシグナル伝達を抑制する作用があることを見出した。これは今まで知られていなかったNotchシグナルの自律的な修飾機構であり、リガンドを発現した細胞は、Notchの司る分化抑制シグナルを受けなくなり、自動的に分化を開始することを表す。また、私はNotchシグナルを修飾する因子として分泌型の成長因子の一種であるNOV遺伝子に着目し、NOVがNotchと結合してNotchシグナルを増強する作用を持つことを明らかにした。さらに、Notchシグナルの常時活性型である変異遺伝子を骨芽細胞株に強制導入することによって、その分化と骨形成を抑制させることが可能であることを見出した。これらの成果から、Notchシグナルを促進したり抑制したりするさまざまな修飾機構の存在が明らかになり、将来的にはこれらの修飾因子を利用することで歯胚などの組織分化を人工的に誘導しうる可能性が示された。

在该研究项目中，我们计划建立人类odontoblast细胞系作为筛查牙齿差分因子的第一步，但是由于研究环境的变化，省略了此步骤。这是因为有几份报告表明，通过Notch（一种膜蛋白受体）信号对于牙齿的分化和形成至关重要，并且几乎可以肯定的是，与其他器官和组织一样，Notch信号与牙齿​​的发育深深地参与。因此，我对信号传导机制进行了详细的分析。缺口信号是通过三角洲或锯齿状的配体，它们存在于相邻的细胞膜上，但是当它们在牙齿细菌中表达时，通常在同一细胞中表达配体和受体。但是，这一点的意义尚不清楚。我发现，与在相邻细胞中表达时相比，配体在同一细胞上的表达具有抑制Notch信号的作用。这是Notch信号的自主修改机制，直到现在，该机制才尚未知道，表明表达配体的细胞不再接收由Notch控制并自动开始分化的分化抑制信号。我还专注于Nov Gene（一种分泌生长因子），是一种修饰Notch信号的因素，并透露NOV具有结合缺口并增强Notch信号的作用。此外，发现可以通过强行引入突变基因（始终是Notch信号的活性形式）进入成骨细胞细胞系来抑制分化和骨形成。这些结果揭示了促进或抑制缺口信号的各种修饰机制的存在，将来已经表明，使用这些修饰符可能会人为地诱导牙齿细菌和其他器官的组织分化。