2015 Fiscal Year Research-status Report
FAM83H遺伝子変異に起因するエナメル形成不全症の発症メカニズム解析
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26460081
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| Research Institution | Kyoto Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
久家 貴寿 京都薬科大学, 薬学部, 助教 (20551857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 祐治 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (10280918)
朝長 毅 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, その他部局等, その他 (80227644)
齊藤 洋平 京都薬科大学, 薬学部, 助教 (90411032)
佐々木 光穂 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, その他部局等, 研究員 (20432536)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | FAM83H / エナメル質 / 歯 / カゼインキナーゼI / ケラチン / デスモソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、FAM83Hの遺伝子変異によって起こるエナメル質形成不全症が、どのようなメカニズムで起こっているのかを明らかにすることである。昨年度は、エナメル上皮腫細胞にFAM83H変異体を発現させると、カゼインキナーゼIが阻害され、ケラチン骨格が異常になることを明らかにし、さらに、これらの結果をin vivoで検証するために、FAM83H遺伝子改変マウスの作成に着手した。本年度は、FAM83H変異体発現によるケラチン骨格異常が、細胞間接着に関わるデスモソーム構造に異常を引き起こすことを明らかにし、さらに、FAM83H遺伝子改変マウスを完成させた。FAM83H変異体発現により、デスモソームの構成タンパク質である、デスモグレインやデスモプラキンが、細胞間接着部へ局在化できなくなることを見出した。カゼインキナーゼIの阻害剤処理でも同様のデスモソーム異常が観察され、その結果、細胞間接着強度の減弱が引き起こされた。ケラチン骨格、デスモソーム構造はどちらも、エナメル質形成において重要な役割を担っている。ケラチンタンパク質、デスモソーム構成タンパク質の欠損などが、エナメル質形成に影響を与えるという報告がなされている。これらの結果から、FAM83H変異体は、ケラチン骨格異常、デスモソーム構造異常を引き起こすことで、エナメル質形成不全症を発症させている可能性が考えられた。これらの結果をまとめた論文を、Scientific Reports誌で報告した（印刷中）。来年度は、in vitro実験から推測されたエナメル質形成不全症の発症メカニズムの仮説を、FAM83H遺伝子改変マウスを使ったin vivo実験で検証する。
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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
我々は、大腸癌細胞において、FAM83Hが、カゼインキナーゼIの細胞内局在とケラチン骨格構築を制御していることを事前に解明していた。そこで、本研究期間内に明らかにすべき項目として次の2つを設定した。①大腸癌細胞とは発現するケラチンタンパク質の種類が異なる、エナメル上皮系細胞でも、FAM83Hが同様の制御を行っているのかどうか。②FAM83H変異体はその制御を破綻させるのかどうか。さらに、③FAM83H変異体が、なぜエナメル質形成不全症を発症させるのか、より詳細なメカニズムを見出すことを発展的な目標とした。①、②について、エナメル上皮系細胞においても、FAM83HがカゼインキナーゼIの細胞内局在を制御することで、ケラチン骨格構造を制御していること、また、FAM83Hの変異で、これらの制御が破綻し、ケラチン骨格が異常になることを証明した。③については、ケラチン骨格の異常がデスモソーム異常に繋がるという新たな知見を得た。また、FAM83H遺伝子改変マウスの作成により、in vivoでの検証が可能になった点が当初計画以上に進展したと考える理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでのin vitro実験で、FAM83H遺伝子変異体が、カゼインキナーゼIの機能をドミナントネガティブ効果で抑制し、ケラチン骨格とデスモソーム構造を異常にすることを明らかにしている。今後は、FAM83H遺伝子改変マウスを使い、in vivoで、上記の結果を検証する。in vitroでは、エナメル上皮腫細胞をモデル細胞として使用していたが、in vivoでは、実際のエナメル芽細胞を調べる。エナメル芽細胞は、エナメル質形成過程に合わせて分化する。FAM83H遺伝子変異は、エナメル質形成の成熟期に異常を与えると予想されるため、特に、分化の進んだエナメル芽細胞に着目して解析を行う。エナメル芽細胞は、周辺の中間層細胞などとも細胞間接着を構築しており、これらの細胞間接着は、カルシウムイオンの運搬などに必要である。したがって、in vivo実験では、エナメル芽細胞と、その周辺細胞との細胞間接着などにも着目して、FAM83H変異の影響を調べる。また、in vivo実験を進めるにあたり、エナメル質の構造解析や病理学的解析が必要になるが、これらについては、岩手医科大学や東京歯科大学との共同研究で行う。
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| Causes of Carryover |
一部試薬の購入が、次年度にずれ込んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画通りに、試薬購入に充てる。
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[Journal Article] FAM83H and casein kinase I regulate the organization of the keratin cytoskeleton and formation of desmosomes2016
Author(s)
Kuga T, Sasaki M, Mikami T, Miake Y, Adachi J, Shimizu M, Saito Y, Koura M, Takeda Y, Matsuda J, Tomonaga T, Nakayama Y
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 26557
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Yeast Two-Hybrid and One-Hybrid Screenings Identify Regulators of hsp70 Gene Expression2016
Author(s)
Saito Y, Nakagawa T, Kakihana A, Nakamura Y, Nabika T, Kasai M, Takamori M, Yamagishi N, Kuga T, Hatayama T, Nakayama Y
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Journal Title
Journal of Cellular Biochemistry
Volume: 117
Pages: 2109-2117
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] c-Abl induces stabilization of histone deacetylase 1 (HDAC1) in a kinase activity-dependent manner2015
Author(s)
5.Aoyama K, Yamaguchi N, Yuki R, Morii M, Kubota S, Hirata K, Abe K, Honda T, Kuga T, Hashimoto Y, Tomonaga T, Yamaguchi N
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Journal Title
Cell Biology International
Volume: 39
Pages: 446-456
DOI
Peer Reviewed
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