リアルタイムイメージングを用いたHertwig上皮鞘断裂メカニズムの解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22791774
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 大津 圭史 岩手医科大学, 歯学部, ポストドクター (60509066)
• Keywords: 歯根 / 発生 / Hertwig上皮鞘 / EMT / ROCK

Research Abstract

歯根形成で見られるHertwig上皮鞘(HERS)断裂のメカニズムには未だ多くの議論が残っている。われわれは、Rhoタンパク下流のエフェクター分子ROCKの抑制が、HERS由来培養細胞に上皮-間葉転換(EMT)を引き起こすことを見いだした。そこで,本研究では、in vitroの現象が生体内でも実際に起きているかを検証する目的で,新規リアルタイムイメージング法を用いたHERSの細胞動態の観察と、Rhoシグナルの機能獲得実験と機能喪失実験を組み合わせ、HERS断裂とEMT、さらにそれに関わるRhoシグナルの役割の詳細を明らかにすることを計画した。
本年度研究成果
1.GFPマウスの歯胚組織を薄切培養し、HERS形成をリアルタイムで観察する方法を確立した。また、器官培養した歯胚の外エナメル上皮細胞にDiIを打ち込み、HERS形成時における外エナメル上皮の細胞の動きをリアルタイムで観察する系を確立した。その結果、細胞分裂は内エナメル上皮細胞に比べ、外エナメル上皮細胞で活発に行われ、外エナメル上皮細胞がHERS形成とともに歯根方向に移動していく様をリアルタイムで捕らえることに成功した。
2.RhoシグナリングはHGFによって制御されていることが報告されているため、われわれは歯根伸張におけるHGFの作用を検討した。HGFレセプターはエナメル上皮細胞とHERS細胞で発現が認められ、HGFは器官培養したマウス臼歯歯根、腎被膜移植した臼歯歯根の伸張と、培養HERS細胞の増殖を増強させた。またHGFのHERSにおける細胞増殖効果は、内エナメル上皮細胞にくらべ外エナメル上皮細胞で顕著に見られ、その効果はHGF中和抗体によって抑制された。これらの結果は2012年にJournal of Periodontal Researchに発表された。

Research Products

• [Journal Article] エナメル質の横紋形成メカニズムの解明 (2012)
  • Author(s): 及川愛, 大津圭史, 藤原尚樹, 石関清人, 中富満城, 大島勇人, 原田英光
  • Journal Title: 岩医大歯誌 Volume: (in press)
• [Journal Article] Histological analysis of epithelial stem cells during induced pluripotent stem cell-derived teratoma development (2012)
  • Author(s): Kishigami, R., Otsu, K., Oikawa-Sasaki, A., Fujiwara, N., Ishizeki, K., Tabata, Y., Harada, H.
  • Journal Title: J.Oral Biosci. Volume: 54 Pages: 54-58
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differentiation of induced pluripotent stem cells into dental mesenchymal cells (2012)
  • Author(s): Otsu, K., Kishigami, R., Oikawa-Sasaki, A., Fukumoto, S., Yamada, A., Fujiwara, N., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: Stem Cells Dev. Volume: (In press)
  • DOI: 10.1089/scd.2011.0210
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of epithelial-stem cell interactions during dental cell differentiation (2012)
  • Author(s): Arakaki M, Ishikawa M, Nakamura T, Iwamoto T, Yamada A, Fukumoto E, Saito M, Otsu K, Harada H, Yamada Y, Fukumoto S
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 287 Pages: 10590-10601
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.285874
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 再生医学に関する新設講義の受講アンケートの結果と考察 (2011)
  • Author(s): 原田英光, 大津圭史, 藤原尚樹, 石関清人, 及川愛
  • Journal Title: 日歯教誌 Volume: 27 Pages: 63-68
• [Journal Article] Establishment of Hertwig's epithelial root sheath cell line from cells invo lved in epithelial-mesenchymal transition (2011)
  • Author(s): Akimoto, T., Fujiwara, N., Kagiya, T., Otsu, K., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 404 Pages: 308-312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional role of Rho-kinase in ameloblast differentiation (2011)
  • Author(s): Otsu, K., Kishigami, R., Fujiwara, N., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: J.Cell Physiol Volume: 226 Pages: 2527-2534
  • DOI: 10.1002/jcp.22597
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatocyte growth factor stimulates root growth during the development of mouse molar teeth (2011)
  • Author(s): Sakuraba, H., Fujiwara, N., Sasaki-Oikawa, A., Sakano, M., Otsu, K., Ishizeki, K., Harada, H.
  • Journal Title: J.Period.Res. Volume: 47 Pages: 81-88
  • DOI: 10.1111/j.1600-0765.2011.01407.x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The role of Rho signaling pathway in dental epithelial stem cells (2012)
  • Author(s): Keishi Otsu, Hidemitsu Harada
  • Organizer: Gordon Research Conference, Craniofacial development an regenerative medicine
  • Place of Presentation: CA, U.S.A.
  • Year and Date: 20120317-20120324
• [Presentation] ライブイメージングでとらえる歯の発生メカニズム (2012)
  • Author(s): 大津圭史, 原田英光
  • Organizer: 第117回日本解剖学会総会・全国学術大会研究集会・懇話会
  • Place of Presentation: 山梨大学(山梨)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] The role of Rho signaling pathway in dental epithelial stem cells (2012)
  • Author(s): Keishi Otsu, Ryota Kishigami, Ai Oikawa-Sasaki, Naoki Fujiwara, Kiyoto Ishizeki, Hidemitsu Harada
  • Organizer: 第117回日本解剖学会総会・全国学術大会研究集会・懇話会
  • Place of Presentation: 山梨大学(山梨)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] ツチ骨とキヌク骨の形成とメッケル軟骨との関連性 (2011)
  • Author(s): 石関清人, 大津圭史, 藤原尚樹, 原田英光
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場(岐阜)
  • Year and Date: 20110931
• [Presentation] Functional role of Rho signaling in dental epithelial stem cells (2011)
  • Author(s): Otsu, K
  • Organizer: Gordon Research Conference, Bone and Tooth
  • Place of Presentation: Les Diablerets, Switzerland
  • Year and Date: 20110618-19
• [Presentation] Hepatocyte growth factorはマウス臼歯歯胚の歯根形成を促進する (2011)
  • Author(s): 藤原尚樹, 櫻庭春菜, 坂野深香, 佐々木, 及川愛, 大津圭史, 石関清人, 原田英光
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場(岐阜)
  • Year and Date: 2011-10-01
• [Presentation] アメロゲニンの概日的発現周期に関わるMsx2の役割 (2011)
  • Author(s): 及川愛, 大津圭史, 藤原尚樹, 石関清人, 中冨満城, 大島勇人, 原田英光
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場(岐阜)
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Book] Organ Cultures and Kidney-Capsule Grafting of tooth germs(Eds ; Chrissa Kioussi Odontogenesis)(Methods and Protocols) (2012)
  • Author(s): Keishi Otsu, Naoki Fujiwara, Hidemitsu Harada
  • Publisher: Human Press SPRINGEE SCIENCE(In press)
• [Remarks]
  • URL: http://oralhist.iwate-med.ac.jp/