歯胚エナメル器における基底膜型ヘパラン硫酸プロテオグリカン・パールカンの役割

基底膜型硫酸乙酰肝素蛋白多糖基底膜聚糖在牙胚釉质器官中的作用

基本信息

批准号：
15791038
负责人：
依田浩子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、前年度に作製したパールカン上皮細胞過剰発現系トランスジェニックマウス(Tg)の歯胚組織について、とくにエナメル器に着目して組織学的変化を検索した。まず、胎生期から生後の各歯胚発育段階の野生型マウスおよびTg頭部組織のPFA固定パラフィン連続切片を作製し、パールカンおよび各種細胞外基質と増殖因子の免疫組織化学的検索をおこなった。その結果、パールカン蛋白質はケラチン5に一致した局在をしめし、発現鐘状期(胎生18日)のTg臼歯歯胚エナメル器では、歯堤上皮索の肥大と星状網の細胞間隙の拡大が著明で、同部にはパールカンが高度に沈着していた。さらに歯乳頭細胞密度も減少していた。歯冠形成期(生後1日)では、エナメル器内への血管侵入が減少して星状網容積が保持されており、歯冠形態の鈍縁化をきたし、象牙芽細胞の不整列も確認された。したがって、パールカンは歯胚エナメル器細胞の分化と歯冠部形態の誘導に重要な役割をはたし、さらに象牙芽細胞の分化にも関与していることが示唆された。次に、胎生18日、生後1日および生後7日の下顎第一臼歯歯胚組織よりRNAを抽出し、RT-PCR法にて発現遺伝子の差異について検索した。その結果、生後1日齢歯胚において、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、トランスフォーミング成長因子β1(TGF-β1)などの各種増殖因子の軽度発現上昇が確認された。したがって、パールカンはこれら増殖因子を時期特異的に発現調節することによって、歯胚エナメル器の構築ならびに歯胚形成に重要な役割を果たしていることがあきらかとなった(裏面研究発表1,5)。以上、前年度および今年度の研究結果より、上皮細胞が産生する細胞外基質分子・パールカンが、歯胚ならびに各種上皮組織(毛、皮膚、唾液腺等)の形態形成や恒常性維持に果たす役割の一部が解明され、今後の再生医療の発展にも新たな研究展望がえられた。

今年，我们寻找了前一年生产的基底膜上皮细胞过表达转基因小鼠（Tg）的牙胚组织的组织学变化，特别关注牙釉质器官。首先，我们制备了从胚胎到出生后牙胚发育各阶段的野生型小鼠和Tg头部组织的PFA固定石蜡连续切片，并进行了基底膜蛋白和各种细胞外基质和生长因子的免疫组织化学搜索。结果，基底膜蛋白显示出与角蛋白5一致的定位，并且在钟形阶段（胚胎第18天）的Tg磨牙牙胚釉质器官中，脊上皮索肥大和星状网细胞间隙扩张。很明显，基底膜蛋白在该区域高度沉积。此外，牙乳头细胞的密度也降低。在牙冠形成期间（出生后1天），侵入牙釉质器官的血管减少，星状网状体积得以维持，导致牙冠形态变钝和成牙本质细胞错位。因此，提示基底膜聚糖在牙胚釉质器官细胞的分化和牙冠形态的诱导中起重要作用，并且还参与成牙本质细胞的分化。接下来，从妊娠第18天、出生后第1天和出生后第7天的下颌第一磨牙的牙胚组织中提取RNA，并通过RT-PCR寻找表达基因的差异。结果，在1日龄牙胚中确认了碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和转化生长因子β1（TGF-β1）等各种生长因子的表达轻度升高。因此，可以明确的是，基底膜蛋白聚糖通过以特定阶段的方式调节这些生长因子的表达，在牙胚釉质装置的构建和牙胚形成中发挥着重要作用（反面的研究报告1和5）。根据去年和今年的研究结果，我们发现基底膜聚糖（perlecan）是一种由上皮细胞产生的细胞外基质分子，在牙胚和各种上皮组织（毛发、皮肤、唾液腺、等）的一部分得到了阐明，为再生医学的未来发展提供了新的研究前景。