2020 Fiscal Year Research-status Report
The role of orphan G-protein coupled receptor Gpr115 during tooth development
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20K18747
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
千葉 雄太 九州大学, 歯学研究院, 助教 (10821986)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歯の発生 / エナメル質 / エナメル芽細胞 / Gタンパク質共役型受容体 / 石灰化機構 / pH制御機構 / 外胚葉性器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯胚の発生においては、組織特異的な遺伝子群が発生段階に応じて制御されることによって歯の形成が進んでいく。我々は歯胚に高発現である分子のスクリーニングから、今までに機能やリガンドが明らかとなっていない、いわゆるオーファン受容体であるGタンパク質共役型受容体Gpr115に着目した。本研究では、Gpr115の歯胚発生における詳細な機能解明、及びGpr115のリガンドを同定することを目的とする。令和２年度はGpr115の歯胚発生における機能の一部を明らかとした研究を含め、筆頭著者として論文発表を３件、国内学会発表を３件行った。以下に詳細を示す。
Gpr115欠損マウスを作成し、歯の表現型解析を行なった結果、切歯エナメル質が白濁しており、エナメル質形成不全を呈した。エナメル質の詳細な構造解析を走査型電子顕微鏡で行った結果、エナメル質表層の構造異常と含有元素の異常を認めた。エナメル基質のpHを測定したところ、Gpr115欠損マウスでは基質のpH制御に異常をきたしており、さらにRNAシーケンスにより標的分子群のスクリーニングを行なったところ、pHの恒常性や輸送に関わる分子群が影響を受けていることが明らかとなった。その標的分子群の中から、Gpr115が炭酸脱水素酵素Car6の発現を制御していることを見出し、Gpr115はエナメル質形成過程の酸性環境下において、Car6を介してpHを調整することによってエナメル質石灰化を促進していることが判明した。
これらの知見は歯の発生に関わる新規の分子機序として歯胚発生機構の理解を深めるとともに、今まで全く不明であったGpr115の機能を同定し、Gタンパク質共役型受容体の分子機構解明に大きく貢献する結果となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
令和２年度では、 Gpr115欠損マウスの表現型解析、Gpr115の制御する分子機序解析を目標に研究を推進してきたが、当初予定していた実験計画以上に進展し、論文発表することができた。加えて、Gpr115の発現が酸性環境下において誘導されることが明らかとなった。
令和２年度中に、米国国立衛生研究所から輸送していたGpr115欠損マウスの凍結精子より、マウスの復元と交配を行うことができた点に関しても、今後の研究継続の上で大きく進展したと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度では、Gpr115は酸性環境下において発現が誘導されることが明らかとなった。令和３年度では本知見を応用し、Gpr115の活性化に関わると考えられる分子や細胞微小環境について検討し、リガンドの探索を行う。
令和３年度では特に、Gpr115の活性化評価系の樹立に焦点を当てて実験を行う予定である。また、Gpr115の転写制御機構を解明するため、Gpr115発現ベクター並びにGpr115プロモーターレポーターベクターを作成し、Gpr115のプロモーター解析を行う。発現ベクターの作成に関しては、成熟期歯胚のcDNAを鋳型として行い、プロモーターレポーターベクターの作成に関しては、理化学研究所から供与のBACクローンを鋳型として行う。既にこれらの試料は入手済みである。
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