Fam20CとDmp1/Dspp過剰発現マウスを用いた硬組織のリン酸化の役割解明
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21K16930
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57010:Oral biological science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
廣瀬 勝俊 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (00824898)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 骨 / 象牙質 / リン酸化 / 酸性リン蛋白質 / Fam20C / Dmp1 / DSPP / 象牙衛室 |
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| Outline of Research at the Start |
生体硬組織の石灰化は、骨では骨芽細胞が、歯の象牙質では象牙芽細胞が産生する基質蛋白質を核として起こる。特に、硬組織に豊富に存在する酸性リン蛋白質のリン酸化が、石灰化制御に重要であると考えられている。本研究では、基質蛋白質のリン酸化酵素であるFam20Cを過剰発現するマウスと①骨の代表的な酸性リン蛋白質であるDmp1を過剰発現するマウス、または②象牙質の代表的な酸性リン蛋白質であるDSPPを過剰発現するマウスとを交配させたダブルトランスジェニックマウスを用い、生体硬組織における酸性リン蛋白質のリン酸化の役割を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体硬組織の石灰化は、骨では骨芽細胞が、歯の象牙質では象牙芽細胞が産生する細胞外基質蛋白質を核として起こる。特に、硬組織に豊富かつ特異的に存在する酸性リン蛋白質が石灰化に重要な役割を担っていると考えられている。近年、酸性リン蛋白質のリン酸化を担う酵素としてFam20C (family with sequence similarity 20, member C）が同定され、Fam20Cによるリン酸化が石灰化制御に重要であると注目されている。
本研究では、骨芽細胞/象牙芽細胞特異的にFam20Cを過剰発現するマウス(Fam20C-Tg)を用いて、Dmp1 (dentin Matrix Protein 1：骨の代表的な酸性リン蛋白質)やDSPP (dentin sialophosphoprotein：象牙質の代表的な酸性リン蛋白質)等の酸性リン蛋白質のリン酸化の役割を明らかにすることを目的とする。
本年度は、Fam20C-Tgの歯の解析を行い、象牙質形成における酸性リン蛋白質のリン酸化の影響を検討した。網羅的リン酸化解析により、Fam20C-TgではDSPPやDmp1などの酸性リン蛋白質のリン酸化が亢進していることを明らかとした。また、歯冠象牙質におけるリン酸化亢進は、骨組織と同様に、石灰化促進に働くことを明らかとした。歯根象牙質では分化異常が生じて、骨様硬組織形成が起こること明らかとした。この骨様硬組織形成には、DSPPの減少と、骨形成に重要な役割を担うRunx2 (runt-related transcription factor 2)とBMP2 (bone morphogenetic proteins 2)の発現増加が関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
酸性リン蛋白質のリン酸化酵素であるFam20Cを骨芽細胞/象牙芽細胞特異的に過剰発現するマウス（Fam20C-Tg）の解析を行い、象牙質形成における酸性リン蛋白質のリン酸化の影響を検討した。網羅的リン酸化解析により、Fam20C-TgではDSPPやDmp1などの酸性リン蛋白質のリン酸化が亢進していることを明らかとした。また、歯冠象牙質では骨組織と同様に石灰化促進に働くこと、歯根象牙質では分化異常が生じてDSPP減少を伴う骨様硬組織形成が起こること明らかとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
Fam20C-Tgと骨の代表的な酸性リン蛋白質であるDmp1を過剰発現するマウス(Dmp1-Tg)とを交配させたダブルトランスジェニックマウスを作製し、解析中である。作製したマウスの骨あるいは歯の形態学的解析（CT解析、組織学的解析、骨質解析）、遺伝子発現解析、初代培養をもちいた機能解析を行う。さらに、骨/歯より蛋白質を抽出し、リン酸化蛋白質特異的な質量分析を行うことで、Dmp1のリン酸化状態の変化を明らかにする。これらの解析により、酸性リン蛋白質のリン酸化の意義を明らかとしていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
