象牙芽細胞の分化を決定する転写調節因子の遺伝子クローニング

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470407
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 赤峰 昭文 九州大学, 歯学部, 教授 (00117053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 美砂子 九州大学, 歯学部, 助手 (20207773) ; 後藤 康治 九州大学, 歯学部, 助手 (00170473)
• Keywords: 象牙質形成 / 転写調節因子 / 遺伝子クローニング / Gli / ジンクフィンガ-プロテイン / bone morphogenetic protein / growth / differentiation factor / ジーンターゲッティング

Research Abstract

象牙質形成因子(GDF11)の上流で特異的に転写を調節し象牙芽細胞への分化を決定づける転写調節因子の遺伝子クローニングを行った。すなわち、DNA結合ドメインの相同性の高い配列を基にしてホメオボックス遺伝子およびジンクフィンガープロテイン遺伝子のプライマーを各々3セット作製した。ラット切歯歯髄から RT-PCRを行い、遺伝子をクローニングし、遺伝子配列を決定した。その結果、ホメオボックス遺伝子としてLim3およびL3が、ジンクフィンガープロテインとして Gli1および新規の遺伝子、G23/Gli5が得られた。G23/Gli5はGliメンバーとジンクフィンガー領域で65%の相同性がみられた。ノーザンブロットの結果、歯牙の他に腎臓にも発現がみられた。whole mount in situではマウス胎生期の10.0日から上顎弓、下顎突起、四肢の前方部に発現し、11.5日では whisker follicleにも発現がみられた。歯牙の発生期においては鐘状期の歯髄に特異的に発現し、他のGliメンバーとは全く異なる発現パターンがみられた。G23/Gli5の蛋白構造から、象牙芽細胞への分化を抑制している可能性が示唆された。一方腎臓においてはG23/Gli5の発現は12.5日からみられ、BMP7の発現と一致するも分化した糸球体ではG23/Gli5の発現は消失し、やはり分化抑制因子としての機能が示唆された。
さらに、マウス染色体遺伝子の配列からジーンターゲッティングを行い、このG23/Gli5の歯牙発生における機能を解析することを試みたが、単独のホモ欠失マウスでは表現型がみられなかった。これは、Gliメンバーは機能の相補性を有するためと考えられるため、現在、他のメンバーとのダブル欠失マウスの解析を行っている。

Research Products

• [Publications] Nakashima M.,Toyono T.,Murakami T.and Akamine A.: "Transforming growth factorβ superfamily members expressed in rat incisor pulp."Archs oral Biol.. 43・9. 745-751 (1998)
• [Publications] Nakashima M.,Toyono T.,Akamine A.and Joyner A.: "Expression of growth/differentiaion factor 11,a new member of the BMP/TGFβ Superfamily during mouse embryogenesis."Mech.Dev.. 80・2. 185-189 (1999)