多色細胞系譜追跡法を用いた歯肉接合上皮の細胞供給システムの解明と幹細胞の同定

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K09899
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 山本 松男 昭和大学, 歯学部, 教授 (50332896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343) ; 田中 準一 昭和大学, 歯学部, 准教授 (40710166) ; 相澤 怜 昭和大学, 歯学部, 助教 (80710673)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 接合上皮 / 歯周組織 / 幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

接合上皮は歯頸部で物理的な異物の侵入を防ぎ、また透過性が高いことから血漿中の抗体や補体が供給され、さらに好中球が遊走して異物の貪食し、自然免疫による防御の最前線である。接合上皮は基底膜上の細胞が盛んに細胞分裂をして歯肉溝に向けて移動し、マウスでのターンオーバーは3-5日とされている。これまでに多色細胞系譜追跡法により、1つの幹細胞に由来するクローン細胞集団の可視化にとりくみ、接合上皮の基底層から歯肉溝まで広がる1つの幹細胞に由来するクローン細胞集団が存在し、それらの複数集団（およそ12集団）によってマウス上顎臼歯の周囲を取り囲んでいることを確認した。その集団を維持する幹細胞に探索についてはWnt反応性細胞であることが提言され、外側基底板で歯面から最も離れた位置にβカテニンに陽性の複数の細胞を同定した。しかし、その細胞ヒエラルキーが上位である細胞がどのように娘細胞を供給し、クローン細胞集団を形成していくのか、詳細は不明であった。
本研究で用いたRosa26CreERT2/+×Rosa26rbw/+マウスは、タモキシフェンの投与により全身の細胞で蛍光タンパク質を発色する。3日、8週間、16週間、24習慣と経時的な組織学的解析を行ったところ、約24週で基底膜から歯肉溝を形成する歯肉縁までの細胞が基底部の幹細胞により生み出された細胞で満たされることが明らかとなった。また、その空間的な広がりを、蛍光発色後8週の時点で３D画像構築により観察したところ基底部より歯冠側に位置方向的に進展するのではなく水平的にも拡大し、全体として不規則な葉状の細胞塊を形成しつつ増殖する様子を観察することができた。