エナメル質形成におけるTGF-β１の役割と機能解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11975
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: 朝田 芳信 鶴見大学, 歯学部, 教授 (20184145)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山越 康雄 鶴見大学, 歯学部, 教授 (20182470) ; 山本 竜司 鶴見大学, 歯学部, 講師 (20410053) ; 唐木田 丈夫 鶴見大学, 歯学部, 講師 (40367305) ; 小林 冴子 鶴見大学, 歯学部, 助教 (90804534)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: エナメル質 / 幼若エナメル質 / エナメルタンパク質 / 生理活性物質 / TGF-β / アメロゲニン

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、歯牙発生や形成において重要な役割を担う生理活性物質の一つであるトランスフォーミング成長因子ベータ(TGF-β)に注目し、エナメル質形成におけるこの物質の役割と機能を解明することを目的とする。複雑なTGF-βの動態を理解することを通じ、歯牙硬組織形成のメカニズムに対する知見を得るとともに、新たな歯科再生医療技術の構築を目指すものである。
我々はこれまでにブタ下顎骨より採取した切歯エナメル芽細胞および臼歯幼若エナメル質を試料とした実験において、エナメル芽細胞によるTGF-β１のオートクリン機構とエナメルマトリックス内でTGF-β１がアメロゲニン断片と複合体を形成することを見出した。特にアメロゲニンと複合体を形成したTGF-βとTGF-β単体での活性を比較し、カリクレイン４（KLK4）による分解作用を受けにくい可能性を見出したことは、正常なエナメル質形成メカニズムの新たな知見である。さらにTGF-βがエナメルマトリックス内で様々なタンパク質-タンパク質間相互作用を有することが分かった。しかしながら、これまでの検証ではTGF-βアイソフォームの中でも最も遺伝子発現量が多いTGF-β１に注目した研究を行っているため、他のアイソフォームの影響を考慮する必要があった。ブタ幼若エナメル質より採取したサンプルではPCR法によってTGF-β１，２，３の遺伝子発現が認められ、その分布には差があった。タンパク質定量ではやはりTGF-β１が最も多く、次いでβ３、β２という結果になった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初の構想に対して実験はほぼ終了しているが、オートクリン機構を見出していく中でTGF-βとその受容体であるTGFBR1との関連を検討する必要が生じた。本年を最終として報告する計画であったが、コロナ禍において研究体制に制限がかかり進行が遅れてしまった。

Strategy for Future Research Activity

TGF-βによるシグナル伝達について主な経路であるSMAD3/4について主にPCRによる実験を行う予定である。アイソフォームによる影響を考慮し、TGF-β１のオートクリン機構とシグナル伝達についてまとめ、学会あるいは論文にて報告を行う予定である。

Causes of Carryover

最終的なまとめの段階で、追加実験を行う予定であったがコロナ禍で中断してしまい、消耗品に充てる使用金に繰り越しが生じた。また学会発表の延期や論文作成の中断により出張旅費等に次年度使用額が発生している。
次年度は本研究をまとめるにあたり最低限必要な実験を追加するためのサンプリングと消耗品購入および研究成果報告のための費用として使用する。