遺伝子改変マウスを用いた歯誘導メカニズムの網羅的解析

• 研究課題/領域番号: 16K11783
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 矯正・小児系歯学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 原田 史子 新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (00397150)
• 研究分担者: 前田 健康 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40183941) ; 大峡 淳 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40266169) ; 川崎 真依子 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40584587)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 歯の発生 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 歯数制御 / Ofd1 / Shhシグナル / 歯学

研究実績の概要

本研究の目的は，歯数を決定するメカニズムを解明するため，歯数の制御に関わる歯の発生開始誘導機構を解明することにある．口腔内で歯の欠損と過剰歯が同時に生じるヒト口顔指症候群Ⅰの原因遺伝子Ofd1に着目し，その欠損マウスを作成，解析を行った．
Cre-LoxPシステムを用い Ofd1を上皮および間葉特異的に欠損させたマウスを作成した． Ofd1上皮特異的欠損マウスでは， 歯数の異常は認められなかった．一方，ホモ型のOfd1間葉特異的欠損マウスでは， 上下顎前歯歯胚が蕾状期で停止し， 上顎臼歯の舌側に過剰歯を認めた．ヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスでは， 正常な前歯， 前歯歯胚の停止，上下顎臼歯部の舌側の過剰歯が混在した．これらにより間葉のOfd1が，歯数制御に必須であることが明らかとなった．マイクロアレイやin situ hybridizationを行った結果，ホモ型のOfd1間葉特異的欠損マウス間葉にShhシグナルの著しい低下が確認された．ヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスの間葉では， Shhシグナルの活性部位と活性欠如部位がモザイク状に混在した．そこで，Shhシグナル活性に不可欠なSmoの間葉特異的欠損マウスを作成，解析した．その結果，Smo間葉特異的欠損マウスでは， 下顎前歯歯胚は蕾状期で停止し，下顎前歯部に 蕾状期で停止した過剰歯を認め，臼歯部の舌側に過剰歯を認めた．上顎前歯は存在したが，上顎臼歯は存在せず，臼歯部頬側に過剰歯が確認された．
以上のことから，Ofd1間葉特異的欠損マウスではShhシグナルの低下にも関わらず， ホモ型およびヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスと，Smo間葉特異的欠損マウスの歯の表現系は一部のみでしか一致しなかった．このことは，Ofd1による歯数制御はShhシグナルのみではなく複数の分子を介して行われる可能性を示唆する．