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

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。

在本研究计划中，我们计划建立人成牙本质细胞系作为筛选牙胚分化因子的第一步，但由于研究环境的变化，这一步被省略了。这是因为有多个报道表明，通过Notch（一种膜蛋白受体）进行的信号转导对于牙胚的分化和形成非常重要，并且与其他器官和组织一样，Notch信号在牙齿发育中发挥着作用。几乎可以肯定他们深陷其中。因此，我对信号转导机制进行了详细的分析。对于Notch信号，存在于相邻细胞膜上的Delta或Serrate充当配体，但当观察牙胚等物质中的表达时，配体和受体通常在同一细胞中表达。然而，其意义并没有得到很好的理解。我发现配体在同一细胞上的表达与在相邻细胞上的表达相比，对抑制 Notch 信号传导具有相反的作用。这是一种以前未知的Notch信号的自主修饰机制，它意味着表达配体的细胞不再接受Notch控制的分化抑制信号并自动开始分化。我还重点研究了NOV基因，一种分泌性生长因子，作为修饰Notch信号的因子，发现NOV与Notch结合，具有增强Notch信号的作用。此外，我们发现，通过将Notch信号持续活跃的突变基因强行导入成骨细胞系中，可以抑制其分化和骨形成。这些结果揭示了促进或抑制Notch信号传导的各种修饰机制的存在，并且在未来，利用这些修饰剂人工诱导牙胚等组织分化的可能性已经显现。

项目成果

K.Sakamoto et al.: "Intracellular Cell-Autonomous Association of Notch and Its Ligands: A Novel Mechanism of Notch Signal Modification"Developmental Biology. 241. 313-326 (2002)

K.Sakamoto 等人：“Notch 及其配体的细胞内细胞自主关联：Notch 信号修饰的新机制”发育生物学。