歯の形態形成基盤の解明とその制御

• Project/Area Number: 20679006
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthodontic/Pediatric dentistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福本 敏 Tohoku University, 歯学研究科(研究院), 教授 (30264253)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥84,630,000 (Direct Cost: ¥65,100,000、Indirect Cost: ¥19,530,000); Fiscal Year 2011: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2010: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2009: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2008: ¥30,940,000 (Direct Cost: ¥23,800,000、Indirect Cost: ¥7,140,000)
• Keywords: 歯 / 形態形成 / 発生 / エナメル質 / 象牙質

Research Abstract

体の大きさや形は、遺伝子およびその転写産物の発現と機能、さらには環境要因によって厳密に制御されている。遺伝子のバリエーションの中で生じる歯の大きさや形の変化は、個性に相当するものから、病的な疾患として対応しなければならないものまでさまざまである。したがって、分子レベルおよび環境レベルでの個体や組織の形態制御に関するメカニズムの解明は、一般的な発生学のみならず、近年注目されている再生医学へ応用可能な知見となりうる。
そこで我々は、包括的な遺伝子スクリーニングから、歯の形態形成に関わる分子の同定を行ってきた。これまで、epiprofin欠損マウスの解析により、歯特異的な転写因子が、歯数の制御に関わっていることを明らかにした。またギャップ結合分子Gja1が、エナメル形成に必須の分子であり、ERKなどの一般的なシグナル伝達分子の活性化制御に関わっていることを明らかにした。今年度は、外胚葉異形成症の原因遺伝子であるEDAの下流シグナル分子の欠損マウスの解析から、p50とNIKが歯の横幅の決定に重要であることを、これらの遺伝子欠損マウスの解析から明らかにした。p50あるいはNIKの単独欠損マウスでは、歯になんら表現系を示さないにも関わらず、これら分子の2重欠損マウスにおいては、特に第一臼歯における歯の縦幅に変化は生じないが、横幅がコントロールマウスの約60%程度になることを見いだした。さらに、この過程において、Wnt7bとshhの増殖因子のクロストークが関与していることを発見した。現在、p50およびNIKによるWnt7b発現制御メカニズムを明らかにするとともに、歯の縦幅の制御メカニズムに関する分子スクリーニングを行っている。

Research Products

• [Journal Article] PDGFs regulate tooth germ proliferation and ameloblast differentiation (2011)
  • Author(s): Wu N, et al
  • Journal Title: Archves of Oral Biology Volume: 55 Pages: 426-434
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expressionas and functions of neurotrophic factors in tooth development (2011)
  • Author(s): Iwamoto T, et al
  • Journal Title: Jouranl of Oral Biosciences Volume: 53 Pages: 13-21
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diverse function of epiprofin in tooth development (2011)
  • Author(s): Nakamura T, et al
  • Journal Title: Jouranl of Oral Biosciences Volume: 53 Pages: 22-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pannexin3 regulates intracellular ATP/camp levels and promotes chondrocyte differentiation (2010)
  • Author(s): Iwamoto T, et al
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 285 Pages: 18948-18958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical role of heparin binding domains of ameloblastin for dental epithelium cell adhesion and ameloblastoma proliferation. (2009)
  • Author(s): Sonoda A, et al.
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 284 Pages: 27176-27184
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synergistic roles of amelogenin and ameloblastin. (2009)
  • Author(s): Hatakeyama J
  • Journal Title: Journal of Dental Research 88 Pages: 318-322
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synetgeric roles of amelogenin and ameloblastin in enam el formation (2009)
  • Author(s): Hatakeyama J, et.al.
  • Journal Title: Journal of Dental Research (In press)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Platelet-derived growth factor receptor regulates salivary gland morphogenesis via fibroblast growth factor expression (2008)
  • Author(s): Yamamoto S, et.al.
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry 283(34) Pages: 23139-23149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impaired hypoglossal nerve regeneration in mutant mice lacking complex ganglioside : Down-regulation of neurotrophic factors and receptors as possible mechanisms (2008)
  • Author(s): Kittaka D, et.al.
  • Journal Title: Glycobiology 18(7) Pages: 509-516
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 歯髄細胞から歯髄幹細胞への誘導と上皮相互作用 (2011)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第10回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-03-01
• [Presentation] GSK-3bを用いた歯髄細胞の未分化誘導法の確立 (2011)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第3回口腔先端医学会議
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-01-22
• [Presentation] Extracellular signaling regulates tooth morphogenesis (2011)
  • Author(s): Satoshi Fukumoto
  • Organizer: Harvard-Forsyth Research Workshop
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2011-01-06
• [Presentation] 歯の形態形成の分子機構 (2010)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第42回日本臨床分子形態学会
  • Place of Presentation: 三島
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] エナメル上皮分化における分子制御メカニズム (2010)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第52回歯科基礎医学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-09-21
• [Presentation] エナメル質形成に関わる新規分子機構の解明 (2009)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第51回歯科基礎医学会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] エナメル質形成の分子制御機構 (2009)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第27回骨代謝学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-07-23
• [Presentation] 歯の数や形はどのように決まるのか?ヒト疾患から解る歯の形成メカニズム (2009)
  • Author(s): 福本敏
  • Organizer: 第47回日本小児歯科学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-05-15
• [Presentation] 細胞間結合を利用したエナメル芽細胞の分化制御法の開発 (2008)
  • Author(s): 山田亜矢他
  • Organizer: 第46回日本小児歯科学会大会
  • Place of Presentation: 大宮市
  • Year and Date: 2008-06-12
• [Presentation] Gap junctional communication regulates TGF-b1 induced a meloblastin expression (2008)
  • Author(s): Yamada A, et.al.
  • Organizer: 86^<th> General Session and Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: Toronto(Canada)
• [Presentation] Expression profile of microRNA during tooth germ development (2008)
  • Author(s): Tanaka K, et.al.
  • Organizer: 86^<th> General Session and Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: Toronto(Canada)
• [Presentation] Characterization of Pannexin3 as a regulator of chondro cyte differentiation (2008)
  • Author(s): Iwamoto T, et.al.
  • Organizer: 86^<th> General Session and Eihibition of the IADR
  • Place of Presentation: Toronto(Canada)
• [Presentation] Identification and characterization of a new ECM protein, TM14 (Fibulin-7) (2008)
  • Author(s): de Vega S, et.al.
  • Organizer: 86^<th> General Session and Exhibition of the IADR
  • Place of Presentation: Toronto(Canada)
• [Book] 世代をつなぐ小児歯科最新情報と子どもへの取り組み45 (2008)
  • Author(s): 五十嵐清治他
  • Total Pages: 191
  • Publisher: クインテッセンス出版株式会社