2016 Fiscal Year Research-status Report
非筋型ミオシンIIが歯の幹細胞ニッチの形成とエナメル芽細胞の移動に果たす役割
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16K11453
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
山中 淳之 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (80343367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中富 満城 九州歯科大学, 歯学部, 講師 (10571771)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 歯の発生 / 上皮 / 形態形成 / ミオシンII / 器官培養 / KOマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミオシンIIは非筋細胞においても細胞内でアクチンフィラメントを引っ張ることで収縮力を引き起こす。歯胚の形態形成過程における非筋型ミオシンIIの役割を明らかにすることが本研究の目的である。そのために、マウス切歯の歯胚を材料に、(I) 歯胚におけるミオシンIIの局在の確認、(II) 歯胚の器官培養を利用したミオシンIIの機能抑制実験、および、(III) ミオシンIIの遺伝子欠損 (KO) マウスの歯胚の解析を計画した。2016年度は、切歯歯胚の形態形成初期（開始期から鐘状期初期まで）におけるこれらの解析結果を得ることが出来たので報告する。
(I) 活性化ミオシンIIは切歯の歯胚上皮においては、基底上層の前方部および基底上層と基底層の境界部において強い局在が見られた。また歯胚上皮を取り巻く歯胚間葉の細胞にも強い局在が見られた。(II) 次にミオシンIIの機能を調べるために、歯胚を器官培養し、ミオシンIIの抑制因子であるBlebbistatinを添加する実験を行った。ミオシンIIの機能が阻害されると、細胞増殖活性は変化しないが、歯胚上皮の間葉中への陥入がうまく進行しないことが分かった。(III) 器官培養実験では、歯胚の形態形成異常が、上皮中のミオシンIIの機能阻害が原因なのか、間葉中のそれが原因なのか特定することができないので、上皮特異的なミオシンIIのKOマウスを使用して、歯胚の表現型を解析した。その結果、歯胚上皮においてミオシンII遺伝子が欠損すると、上皮細胞の増殖活性は変化しないが歯胚上皮の陥入が阻害されること、口腔表面から浅い位置にシグナリングセンター様の構造が形成されること、基底層と基底上層の分化が阻害されることが分かった。以上のことから、初期の歯胚において、歯胚上皮内の力学的な張力が、歯胚の正常な形態形成に重要な役割を果たしていることが明らかになった。
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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
当初の研究計画では、マウスの歯胚の形態形成を初期（開始期から帽状期）と後期（鐘状期以降）の二つに分けて、それぞれの時期に対して、(I) 歯胚におけるミオシンIIの局在の確認、(II) 歯胚の器官培養を利用したミオシンIIの機能抑制実験、および、(III) ミオシンIIの遺伝子欠損 (KO) マウスの歯胚の解析を行う予定であった。2016年度は、二つの時期の歯胚に対して、(I) と (II) を、2017年度以降に (III)を行う予定であった。
しかし、海外の研究協力者との連携が予想よりスムーズに進み、ミオシンIIのKOマウスの使用が2016年度から可能になったため、当初の計画を変更し、歯胚の形態形成初期に集中して、(I) (II) (III) の実験を全て行うことにした。その結果、2016年度において、歯胚の形態形成初期に関しては、研究実績の概要の項に記述したように、KOマウスの解析までをほぼ完了することができた。一方で、歯胚の形態形成後期に関しては、手つかずの状況となった。
実際の実験内容に関しては、(I) 免疫染色によるタンパクの局在確認は良好であり、(II) 器官培養もうまく実験が進行している。さらに、(III) 時期特異的、および部位特異的遺伝子欠損を順調に解析することができており、今のところ全ての実験が当初の計画から大きく逸れることなく実施できている。
以上のことから、本研究は、現在までおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況の項に記述したように、今のところ全ての実験が当初の計画から大きく逸れることなく順調に実施できている。したがって、歯胚の形態形成初期に関しては、大部分の主要なデータを得ることができた一方で、歯胚の形態形成後期に関しては、まだほとんど手つかずの状況である。2017年度は、歯胚の形態形成後期に関して上述の (I) (II) (III) の実験を行う予定である。
また、KOマウスの使用に関しては、海外の研究協力者との連携に依存している状況であるが、今年度は研究代表者の所属研究機関に一部のKOマウスを導入し、研究効率の促進を図りたいと考えている。
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