ShhシグナルとBMP・Wntシグナルのクロストークが導くエナメル質再生の新展開

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25861791
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 高橋 里美 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 非常勤講師 (40451918)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Sｈｈ / エナメル芽細胞 / 分化 / 歯髄細胞 / 象牙芽細胞

Outline of Annual Research Achievements

Shh(Sonic hedgehog)は、歯の発生過程においてシグナルセンターであるエナメルノットに強く発現しており、エナメル質を形成するエナメル芽細胞分化において重要な働きを担っている。申請者は、未分化エナメル芽細胞株（ALC)を用いて、Shhがエナメル芽細胞の分化をShhの転写調節因子であるGli1を介して直接誘導できることを示した。また、Gli1を強制発現させた未分化エナメル芽細胞において、成長因子であり、歯胚の形成過程において重要なシグナルの一つであるBMP（Bone morphogenetic protein)およびWntの発現が増加することを確認している。さらに、Bmpシグナルの転写調節因子であるSmadの発現が増加することも確認している。すなわち、Shhシグナルを中心として、BMPシグナル、Wntシグナルが協調してエナメル芽細胞の分化を誘導している可能性が示唆される。ShhシグナルおよびBMPシグナル、Wntシグナルの相互作用におけるエナメル芽細胞の分化誘導およびそのメカニズムの解明を検討するとともに、歯髄細胞あるいは象牙芽細胞との関連についても探る。さらに、歯髄細胞におけるShhシグナルの動態およびBmpシグナル、Wntシグナルとのクロストークについても検討し、臨床におけるエナメル質再生あるいは硬組織誘導の可能性を探る。またマウスiPS細胞からのエナメル芽細胞、象牙芽細胞誘導の可能性についても検討していく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

エナメル芽細胞株であるALC（Ameloblast-like cell)を用いて実験をしているが、未分化な株細胞であったようで、エナメル芽細胞としての特性が失われてしまい、in vitroの実験ができないのが現状である。早急にマウス歯胚からエナメル芽細胞を分離して実験に供することを検討中である。また、歯髄・象牙芽細胞の株細胞は現在のところ問題なく機能しているため、歯髄・象牙芽細胞の分化について優先的に実験を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

マウスの歯髄細胞を用いて、ShhシグナルとBMPシグナル、およびWntシグナルとの相互作用について検討する予定である。

Causes of Carryover

エナメル芽細胞の株細胞にトラブルが生じ、当初予定していた実験ができなかったのが最も大きな原因である。初代培養エナメル芽細胞の分離を計画し、本年度において遅れた分の研究を行う予定である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

マウス歯胚より分離したエナメル芽細胞に、ShhおよびBMP、Wntを加え、エナメル芽細胞マーカー発現を検討する。エナメル芽細胞の分化メカニズムの一端が明らかになるものと期待される。また、歯髄細胞（歯髄幹細胞）からの分化にもShhが機能している可能性が近年報告されている。歯髄細胞におけるShhシグナルの影響およびBMP、Wntとのシグナルクロストークの実態についても明らかにし、歯あるいは歯髄再生の可能性を探りたい。