Role of Smad4-dependent signaling in epithelial cells

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22725
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: Katagiri Takenobu 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80245802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 自見 英治郎 九州大学, 歯学研究院, 教授 (40276598)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: TGF-bファミリー / 転写共役因子 / ノックアウトマウス / 上皮細胞

Outline of Final Research Achievements

To examine a physiological role of transforming growth factor-beta family, we established a mouse line of inducible Smad4 conditional knockout (cKO). Smad4 is an essential coactivator in signaling of the family. Smad4 cKO mice showed disorganization and hypoplasia in tooth epithelial cells, such as ameloblasts. Moreover, alkaline phosphatase expression and iron accumulation were reduced in dental epithelial cells in Smad4 cKO. These findings suggest that TGF-beta family signaling through Smad4 is required for the differentiation and function of dental epithelial cells.

Free Research Field

骨代謝学、病態生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、上皮間葉相互作用に重要な成長因子であるTGF-betaファミリーの役割を、細胞内シグナルに必須の転写共役因子Smad4のコンディショナル・ノックアウトマウス（cKO）を樹立することで解析した。Smad4 cKOマウスは、歯の上皮細胞における分化や機能発現に異常を呈した。これらの結果は、TGF-betaファミリーのシグナルを人為的に操作することにより、歯の上皮細胞の分化や機能を制御できる可能性を示唆する。TGF-betaファミリーのシグナルは、歯以外の上皮細胞に於いても重要な役割を果たす可能性があり、今回樹立したSmad4 cKOが有用な情報を提供することが期待される。