外エナメル上皮細胞の分化誘導法確立を目指した新規マーカー遺伝子の探索

寻找新的标记基因，旨在建立诱导外釉质上皮细胞分化的方法

基本信息

批准号：
22KJ2464
负责人：
稲田幸織
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu 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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

歯原性上皮細胞の新規マーカー遺伝子の探索を目的とし,歯原性上皮細胞の網羅的遺伝子発現解析のため,生後1日齢マウス臼歯を用いてシングルセルRNAシークエンス(scRNA-seq),および細胞種類毎の発現遺伝子を抽出し,歯胚に発現するサイトケラチンのスクリーニングを行った。次に,生後1日齢切歯歯胚及び臼歯歯胚のパラフィン切片を作成し,蛍光免疫染色にて候補遺伝子の局在を検討した。また,発生過程のマウス臼歯からmRNAを抽出し,qRT-PCRにて候補遺伝子の発現解析を行った。加えて,サイトケラチンに関連する歯科疾患を疾患データベースOMIMにて検索した。結果として,scRNA-seqでは,歯原性上皮細胞の集団は,エナメル芽細胞系列,中間層・星状網細胞,外エナメル上皮細胞に分類された。このデータ上でサイトケラチンファミリーの発現量を検討したところ,サイトケラチン(Krt)5,Krt14,Krt17が歯原性上皮細胞に高発現であり,特にKrt17は中間層・星状網細胞に発現することが示された。そこで,Krt17の歯胚組織内での発現パターンを明らかにするために蛍光免疫染色を行った結果,Krt17が中間層及び星状網に局在することが明らかとなった。次に,サイトケラチンの歯の発生過程における発現量の変化をqRT-PCRにて検討したところ,Krt17は形態形成期から分泌期に高発現であり,他のサイトケラチンとは異なる発現パターンを示した。さらに,OMIMにてサイトケラチンに関わる歯科疾患の検索を行った結果,Krt17の遺伝子変異に起因する症候群である先天性爪甲厚硬症及び多発性脂腺嚢腫において,両疾患ともに先天歯を併発することが明らかとなった。現時点での考察として,Krt17は中間層および星状網細胞の新規マーカー分子として有用であり,本疾患の遺伝子異常は先天歯に関連することが示唆された。

为了寻找牙源性上皮细胞新的标记基因，我们通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和细胞提取了各类型的表达基因，并筛选了牙胚中表达的细胞角蛋白。接下来，制备1天大的门牙和磨牙牙胚的石蜡切片，并使用荧光免疫染色检查候选基因的定位。我们还从发育中的小鼠臼齿中提取 mRNA，并使用 qRT-PCR 分析候选基因的表达。此外，我们在疾病数据库 OMIM 中检索了与细胞角蛋白相关的牙科疾病。结果，在scRNA-seq中，牙源性上皮细胞群被分为成釉细胞谱系、中层/星状网状细胞和外釉质上皮细胞。当我们根据这些数据检查细胞角蛋白家族的表达水平时，我们发现细胞角蛋白（Krt）5、Krt14和Krt17在牙源性上皮细胞中高表达，尤其是Krt17在层间和星状网状细胞中表达。结果表明因此，我们进行了荧光免疫染色来明确Krt17在牙胚组织中的表达模式，结果发现Krt17定位于层间和星状网。接下来，我们利用qRT-PCR检测了牙齿发育过程中细胞角蛋白表达水平的变化，发现Krt17从形态发生阶段到分泌阶段均高表达，表现出与其他细胞角蛋白不同的表达模式。此外，通过在OMIM中搜索与细胞角蛋白相关的牙科疾病，我们发现由Krt17基因突变引起的先天性甲硬化症和多发性皮脂腺囊肿都与先天性牙齿有关。目前的考虑表明，Krt17可作为层间和星状网状细胞的新标记分子，并且该疾病的遗传异常与先天性牙齿有关。