Ameloblast-specific mineral ribbon attachment/elongation complex in enamel formation
牙釉质形成中成釉细胞特异性矿物带附着/伸长复合物
基本信息
- 批准号:10523565
- 负责人:
- 金额:$ 10.16万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Affinity ChromatographyAllelesAmeloblastsAmelogenesisAmelogenesis ImperfectaAwardBasement membraneBiomimeticsCRISPR/Cas technologyCo-ImmunoprecipitationsCollaborationsCollagen Type XVIICommunicationComplexDSPP geneDefectDental EnamelDental Enamel HypoplasiaDentinDentin FormationDentinogenesis ImperfectaDevelopmentDistalElectron MicroscopyEnamel FormationEnvironmentExcisionExhibitsFacultyFosteringFoundationsFundingGenerationsGenesGoalsHumanHuman GeneticsITGB4 geneImmunohistochemistryIn Situ HybridizationInner Enamel EpitheliumIntegrin beta4IonsJunctional Epidermolysis BullosaKnockout MiceKnowledgeLAMC2 geneLaboratoriesLamininLeadLightMass Spectrum AnalysisMembraneMentorsMichiganMineralsModelingMolecularMolecular AnalysisMusMutationNeonatalOdontogenesisOrganOrganogenesisPathologicPhenotypeProcessProteinsProteomicsRecordsRegulationResearchResearch DesignResearch PersonnelResearch Project GrantsRoleScanning Electron MicroscopySkinSolidTechniquesTherapeutic InterventionTissuesTrainingTransgenic MiceUniversitiesWild Type Mouseameloblastinbiomineralizationcareercareer developmentconditional knockoutenamelinexperienceimprovedinsightlight microscopymalformationmembermineralizationmouse modelpreventresearch and developmenttool
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
My career goal is to study the regulations of biomineralization, particularly in enamel and dentin formation, from
both developmental and pathological perspectives. I have been working on non-syndromic dentinogenesis
imperfecta caused by mutations in the DSPP gene, and amelogenesis imperfecta caused by the mutations in a
spectrum of genes. Here, I proposed to study the ameloblast-specific mineral ribbon
attachment/elongation complex in enamel formation.
Single allelic defects in BM-associated genes COL17A1, LAMA3, and LAMB3 cause autosomal dominant
amelogenesis imperfecta in humans. They are strongly expressed in secretory ameloblasts, and localize along
the enamel mineralization front, where no BM structure is observed. These findings lead to the hypothesis that
the proteins of the basement membrane attachment complex are critical components of the
ameloblast-specific mineral ribbon attachment/elongation complex that extends and orients enamel
ribbons at the mineralization front during the secretory stage of amelogenesis.
Three specific aims (SA) are proposed. SA1: Identify the critical components of the ameloblast-specific mineral
ribbon attachment/elongation complex in wild-type (WT) mice. The localization of BM-associated components
at the light and electron microscopy levels will be defined, and protein interactions among them will be
explored. SA2: Determine the function of LAMA3 during enamel formation by conditionally knocking out Lama3
expression in ameloblasts. An established Amelx-iCre mouse model will be used to conditionally remove
Lama3 expression in the ameloblasts of an available Lama3fl mouse model. Molecular and ultrastructural
analyses will be performed. SA3: Generate a Col17a1 conditional knockout mouse model and determine the
function of type XVII collagen in enamel formation. A Col17a1fl mouse will be generated using the Easi-
CRISPR technology. Mice will be bred with Amelx-iCre mouse for molecular and ultrastructural
characterization. The completion of this proposal will advance our understanding of enamel formation, shed
light on the treatment options of amelogenesis imperfecta, and provide insights for enamel biomimetics. The
Col17a1fl mouse will also become a critical tool for studies of type XVII collagen in other organs and tissues.
From a training perspective, this award will set a solid foundation for my independence and open venues for
future research and collaborations. Scientifically, I will develop skillsets in electron microscopy, proteomic
analysis, and transgenic mouse generation, and strengthen my abilities in research design and development.
Professionally, I will improve my abilities in scientific communication, laboratory management and mentoring.
My mentor team consists of faculty members with sustained mentoring experience and funding records. The
University of Michigan has a comprehensive and robust research basis and a supportive training environment.
Together, they will foster my transition into an independent investigator in the field of biomineralization.
项目概要/摘要
我的职业目标是研究生物矿化的调控,特别是牙釉质和牙本质的形成,从
发展和病理的观点。我一直致力于非综合征性牙本质发生
DSPP 基因突变引起的不全症,以及 a 基因突变引起的釉质形成不全症
基因谱。在这里,我提议研究成釉细胞特异性矿物带
牙釉质形成中的附着/伸长复合体。
BM 相关基因 COL17A1、LAMA3 和 LAMB3 中的单一等位基因缺陷导致常染色体显性遗传
人类的釉质形成不完善。它们在分泌性成釉细胞中强烈表达,并沿着
牙釉质矿化前沿,未观察到 BM 结构。这些发现导致了这样的假设:
基底膜附着复合物的蛋白质是细胞的重要组成部分
成釉细胞特异性矿物带附着/伸长复合物,可延伸和定向牙釉质
在釉质形成的分泌阶段,矿化前沿的带状结构。
提出了三个具体目标(SA)。 SA1:识别成釉细胞特异性矿物质的关键成分
野生型(WT)小鼠中的丝带附着/伸长复合物。 BM相关组件的本地化
在光学和电子显微镜水平上将被定义,并且它们之间的蛋白质相互作用将被确定
探索过。 SA2:通过有条件敲除Lama3来确定LAMA3在牙釉质形成过程中的功能
在成釉细胞中表达。已建立的 Amelx-iCre 小鼠模型将用于有条件地去除
Lama3 在可用 Lama3fl 小鼠模型的成釉细胞中的表达。分子和超微结构
将进行分析。 SA3:生成Col17a1条件敲除小鼠模型并确定
XVII 型胶原蛋白在牙釉质形成中的功能。将使用 Easi- 生成 Col17a1fl 小鼠
CRISPR技术。小鼠将与 Amelx-iCre 小鼠一起培育用于分子和超微结构
表征。该提案的完成将增进我们对牙釉质形成、脱落的理解
阐明釉质生成不全的治疗方案,并为牙釉质仿生学提供见解。这
Col17a1fl小鼠也将成为研究其他器官和组织中XVII型胶原蛋白的重要工具。
从培训的角度来看,这个奖项将为我的独立性奠定坚实的基础,并为我提供开放的场地。
未来的研究和合作。在科学方面,我将发展电子显微镜、蛋白质组学方面的技能
分析,转基因小鼠生成,并增强我的研究设计和开发能力。
在专业上,我将提高自己在科学交流、实验室管理和指导方面的能力。
我的导师团队由具有持续指导经验和资助记录的教师组成。这
密歇根大学拥有全面而强大的研究基础和支持性的培训环境。
他们将共同促进我转变为生物矿化领域的独立研究者。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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