2020 Fiscal Year Annual Research Report
The tooth germ is formed utilizing induction of Epithelial to Mesenchymal Transition (EMT) from epithelium
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18H03009
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 幹 東北大学, 大学病院, 講師 (40380852)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福本 敏 九州大学, 歯学研究院, 教授 (30264253)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歯原性上皮 / エナメル芽細胞 / EMT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外胚葉性器官の分化には、様々な分子により、上皮と間葉が相互に作用することによって分化が進む。そのため、外胚葉性器官の再生には、上皮系細胞と間葉系細胞がお互い接触するように配置し、上皮間葉相互作用を利用して分化誘導する必要がある。我々はこの技術を応用し、iPS細胞からエナメル芽細胞を誘導することに成功した。しかし、実用的な歯の再生はまだ難しいのが現状である。そこで、上皮系細胞から間葉系細胞を誘導する上皮間葉転換(EMT)を応用して間葉系細胞を作り出し、この間葉系細胞を用いて上皮間葉相互作用を起こせば、上皮系の単一細胞で外胚葉器官の分化が可能となる。そのため、他臓器では上皮からの外胚葉器官形成の研究が注目されているが、硬組織におけるEMT研究はほとんど行われていないのが現状である。我々は以前の研究で、Sox21がエナメル芽細胞で発現しており、EMTを通して、細胞分化や石灰化に重要な役割を持っていることを発見した。更に、Sox21欠損マウスでは、生後直後では、野生型と遺伝子欠損マウスで表現系に大きな違いは見られないが、成長と共に骨格の発達が遅れ、体重は約70%となり、大腿骨のCT像は骨粗鬆症であった。このようにSox21が歯だけでは無く、骨にも影響を与えている可能性が示唆された。そこで、本研究では、硬組織形成におけるEMTのメカニズムを解析する。昨年までの結果成果として、各臓器におけるSox21の部位を検討したところ、脳と皮膚以外に、少量ではあるが、骨髄細胞、全血液細胞、骨芽細胞でも発現が見られた。更に各臓器における免疫染色を行ったところ、脳や皮膚、毛髪、骨髄以外にも、扁桃で発現していることを発見した。この結果から、Sox21はリンパ系細胞で発現する事が示唆された。そこで、本年度では、骨髄中のどの細胞がSox21を発現しているかを詳細に検討することにした。
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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
生後3週のマウスから骨髄細胞を回収し、磁性細胞分離キットを用いて、B細胞および、T細胞、NK細胞、樹状細胞を分離し、PCRを行ったところ、B細胞および、T細胞でSox21の発現が認められた。そこで、Sox21を欠損させた骨髄細胞に対し、マイクロアレイを行ったところ、分化や遊走に関する分子の発現上昇が見られたのに対し、免疫応答反応が減少していることが判明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までの研究では、Sox21は骨髄中でT細胞とB細胞で発現していた。更に骨髄中のSox21を欠損させることにより、細胞分化、細胞遊走、免疫応答に影響が出る事が判明した、そこで今後はT細胞、B細胞におけるSox21との関連分子、細胞内シグナル解析を行い、機能解析とEMTとの関連性を明らかにしていく。
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| Remarks |
東北大学 プレスリリース
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[Journal Article] Single-cell RNA-sequencing from mouse incisor reveals dental epithelial cell-type specific genes2021
Author(s)
Chiba Y, Saito K, Martin D, Boger E, Rhodes C, Yoshizaki K, Nakamura T, Yamada A, Morell JM, Yamada Y, Fukumoto S.
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Journal Title
Frontiers in Cell and Developmental Biology
Volume: 8
Pages: 841
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sox21 regulates Anapc10 expression and determines the fate of ectodermal organ2020
Author(s)
Saito K, Michon F, Yamada A, Inuzuka H, Yamaguchi S, Fukumoto E, Yoshizaki K, Nakamura T, Arakaki M, Chiba Y, Ishikawa M, Okano H, Thesleff I, Fukumoto S.
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Journal Title
iSCIENCE
Volume: 23(7)
Pages: 101329
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] G-protein coupled receptor Gpr115 (Adgrf4) is required for enamel mineralization mediated by ameloblasts2020
Author(s)
Chiba Y, Yoshizaki K, Saito K, Ikeuchi T, Iwamoto T, Rhodes C, Nakamura T, de Vega S, Morell JR, Boger E, Martin D, Hino R, Inuzuka H, Bleck KE. C, Yamada A, Yamada Y, Fukumoto S.
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 295(45)
Pages: 15328-15341
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Melnick-Needles syndrome tooth development filamin root formation2020
Author(s)
Hino R, Yamada A, Chiba Y, Yoshizaki K, Fukumoto E, Iwamoto T, Maruya Y, Otsu K, Harada H, Saito K, Fukumoto S.
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Journal Title
Pediatric Dental Journal
Volume: 30(3)
Pages: 208-214
DOI
Peer Reviewed
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