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Evolutionary medical research on the involvement of enamelin in enamel structure and amelogenesis imperfecta

Research Project

Project/Area Number 21K10171
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research InstitutionTokyo Dental College

Principal Investigator

新谷 誠康  東京歯科大学, 歯学部, 教授 (90273698)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 櫻井 敦朗  東京歯科大学, 歯学部, 講師 (90431759)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsエナメリン / エナメル質形成不全 / 分子進化 / エナメル質 / エナメル小柱 / エナメル質形成不全症 / アフリカツメガエル
Outline of Research at the Start

エナメリン(ENAM)はエナメル質の形成の初期石灰化において非常に重要な役割を担っていると考えられている。一方で、哺乳類と一部のトカゲ以外にはエナメル小柱が存在せず、厚みが薄い。ENAM分子が変異した場合のヒトのエナメル質形成不全症もエナメル小柱はなく、厚みが薄い低形成型を呈し、両生類のエナメル質と酷似している。本研究では、カエルENAM遺伝子の発現を調べるとともに、カエルENAMタンパク質とペプチドの動態を観察する。ENAM分子の進化の過程を追うことによって、この分子がどのようにエナメル質の構造に関与しているのかを解明し、ヒトのエナメル質形成不全症の研究や治療に役立てる。

Outline of Annual Research Achievements

ENAM遺伝子の突然変異を原因とするエナメル質形成不全のヒトエナメル質はエナメル小柱を欠き、厚みが薄いなど両生類のエナメル質と酷似している。両生類におけるENAM分子の発現部位や発現タイミングを解明し、進化学的に比較検討することによってヒトあるいは哺乳類のENAMの特徴(ENAMの何がヒトのエナメル質形成に重要なのか)が明らかになり、ENAM遺伝子の変異がカエルエナメル質と酷似した形態のエナメル質形成不全症を引き起こすプロセスの解明や治療に役立つと考えられる。
免疫組織学的手法を用いて、両生類のアフリカツメガエにおける歯胚のENAM遺伝子の発現とENAMタンパク質の分布を調べ、哺乳類で報告されているそれらとの比較により、ENAMの進化における変遷と変遷しない本来の機能について考察を加えることを目的に研究を遂行した。
昨年度までにカエルENAM推定アミノ酸配列をもとに作製した、ENAMの中で最も重要な機能を持つと考えられ、エナメル小柱と小柱間エナメル質に存在してエナメル小柱構造の樹立に貢献していると考えられる32KDaペプチド相同部位に対するポリクロナール抗体を作製し、リコンビナントカエルENAMによる抗体評価を行った。
抗体を作製するにあたってカエルENAMの32KDaペプチド相同部位の領域に推定アミノ酸配列をもとにその配列と一致するペプチドを作製した。各ペプチドを用いてウサギに免疫を行い、その抗体価の上昇した血清を精製し抗体を得た。免疫染色を行った結果,エナメル芽細胞と基質の境界、エナメル-象牙境に強い発現が認められ、歯嚢を構成するほかの細胞にも弱い発現が認められた。現在はin situ Hybridization の準備中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

in situ Hybridization の進行に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

昨年度と同様にカエルENAM遺伝子配列をもとにRNAプローブを作製し、in situ Hybridization を継続して実施する。プローブの可視化にはDigoxygenin (DIG)を取り込んだアンチセンスRNAをプローブとして用いる。これらの結果から、両生類のエナメル質形成各ステージにおけるENAM遺伝子の発現部位と発現タイミングを探索する。
カエルの歯胚の各形成段におけるENAM遺伝子とENAMタンパク質の発現と分布をヒトやマウスの哺乳類のそれと比較し、進化過程におけるENAMの変遷や維持に関する検索を行う。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Caries and Its Association with Infant Feeding and Oral Health-related Behavior in 18-month and 3-year-old Japanese Children2021

    • Author(s)
      Tashiro A, Sakurai A, Yonezu T, Kumazawa K, Shintani S
    • Journal Title

      The Bulletin of Tokyo Dental College

      Volume: 62 Issue: 2 Pages: 71-87

    • DOI

      10.2209/tdcpublication.2020-0033

    • NAID

      130008048884

    • ISSN
      0040-8891
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The concurrent stimulation of Wnt and FGF8 signaling induce differentiation of dental mesenchymal cells into odontoblast-like cells2021

    • Author(s)
      Kimura Motoyoshi、Saito Akiko、Onodera Shoko、Nakamura Takashi、Suematsu Makoto、Shintani Seikou、Azuma Toshifumi
    • Journal Title

      Medical Molecular Morphology

      Volume: 55 Issue: 1 Pages: 8-19

    • DOI

      10.1007/s00795-021-00297-3

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intentional partial pulpotomy to talon cusp for tooth crown morphology correction in orthodontic treatment.2021

    • Author(s)
      Tsujino K, Shintani S
    • Journal Title

      Ped Dent J

      Volume: 31 Pages: 186-190

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  • [Journal Article] Molar incisor hypomineralization: A review and prevalence in Japan.2021

    • Author(s)
      Saitoh M, Shintani S
    • Journal Title

      Japanese Dental Science Review

      Volume: 57 Pages: 71-77

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2021.05.001

    • NAID

      210000172904

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      荒井 亮、櫻井 敦朗、辻野 啓一郎、新谷 誠康
    • Journal Title

      歯科学報

      Volume: 121 Pages: 342-348

    • NAID

      120007169617

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      五味暁憲、辻野啓一郎、熊井鈴子、福島圭子、鈴木奈穂、佐藤瑞樹、小杉謙介、新谷誠康、横尾 聡、斉藤 崇
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      第36回日本小児歯科学会関東地方会
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      太田大聖、櫻井敦朗、本間宏実、永井宣子、樺澤由佳李、新谷誠康
    • Organizer
      第312回東京歯科大学学会総会
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      木村基善、辻野啓一郎、新谷誠康
    • Organizer
      第59回日本小児歯科学会
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    • Author(s)
      中里晴香、小野寺晶子、木村基善、新谷誠康、古澤成博、東 俊文
    • Organizer
      第311回東京歯科大学学会例会
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  • [Book] 乳歯の歯内療法2021

    • Author(s)
      新谷 誠康、今井 裕樹、辻野 啓一郎、荒井 亮、櫻井 敦朗
    • Total Pages
      72
    • Publisher
      ヒョーロン・パブリッシャーズ
    • ISBN
      9784864320641
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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