analysis of the comprehensive molecular mechanism of temporomandibular joint formation

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09762
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 川崎 勝盛 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40529640)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 健康 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40183941) ; 大峡 淳 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40266169) ; 川崎 真依子 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (40584587)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 顎関節 / 一次線毛

Outline of Annual Research Achievements

顎関節は、顎運動の中心となる器官の一つである。その機能不全は齲蝕、歯周病に次ぐ主要な歯科領域疾病である顎関節症を引き起こす。哺乳類の顎関節は二次関節で、また歯と同一の骨にあり、動物界の中では非常に特殊なものであるため、生物学的、進化学的にも極めて意義の高い構造体である。しかし、顎関節の形成メカニズムの多くは謎のままである。一次繊毛は、長年機能の不明な細胞器官であったが、近年、この一次繊毛が様々な生命現象に関与する事が明らかとなってきた。我々は、この一次繊毛内に存在するタンパクであるIft88の神経堤由来細胞特異的欠損マウスに、過剰な顎関節形成という表現系を発見し、一次線毛を介した分子メカニズムが顎関節形成に必須であることを明らかにした。前年度、Shhシグナルの間葉組織における減少が確認されたが、そのことがIft88神経堤由来細胞特異的欠損マウスに認められた過剰な顎関節形成の原因であるか検索するために、Shhシグナルの神経堤由来細胞特異的欠損マウスを作成し観察を行ったところ、Ift88欠損マウスと同様に、顎関節の過剰な形成が確認され、Ift88欠損マウスでの顎関節の異常はShhシグナルの減少によって引き起こったことが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

過剰な顎関節形成が、Shhシグナルの低下を原因とすることを確認できたことは非常に大きい。今後はShhシグナルの低下がどのような変化を引き起こすことにより、下顎が過剰に形成されるかの検索に移ることができる。

Strategy for Future Research Activity

昨年度、Shhシグナルの間葉組織における減少に加え、上皮におけるShhシグナルの上昇が確認された。この上皮におけるShhシグナルの上昇が二次的なものであるのか、下顎の過剰形成に直結するものなのか検索するために、Shhを上皮で過剰発現したマウスを作成し、下顎の過剰形成がひき起こるか確認する。また、そのマウスをIft88欠損マウスと交配することで、顎関節ならびに下顎骨の異常が形態的・分子的にレスキューされるかどうか検索する。下顎の過剰形成の開始ポイントの形態変化の３次元的検索を行う。

Causes of Carryover

COVID-19の世界的な流行を受けて、購入予定だった海外企業の試薬等が入手困難であり、代替試薬も存在しなかったため。

Research Products

• [Journal Article] Ift88 is involved in mandibular development (2019)
  • Author(s): Atsushi Kitamura Maiko Kawasaki Katsushige Kawasaki Fumiya Meguro Akane Yamada Takahiro Nagai Yasumitsu Kodama Supaluk Trakanant Paul T. Sharpe Takeyasu Maeda Ritsuo Takagi Atsushi Ohazama
  • Journal Title: Journal of anatomy Volume: 236 Pages: 317-324
  • DOI: 10.1111/joa.13096.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research