細胞外マトリックスによるエナメル質形成メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 17689058
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 矯正・小児系歯学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 福本 敏 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教授 (30264253)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円); 2006年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2005年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: エナメル芽細胞 / アメロブラスチン / ラミニン / インテグリン / 歯の再生

研究概要

アメロブラスチンは、宙のエナメル質形成に必須の分子であり、本分子の欠損マウスでは、エナメル質を全く欠き、加齢とともに歯原性腫瘍細胞を形成する。これは、アメロブラスチンが、エナメル芽細胞の増殖を停止させるという機能を有していることを示唆する結果であった。アメロブラスチンによる細胞シグナル伝達機構を明らかにする目的で、その受容体同定と、細胞接着活性を有する領域決定を試みた結果、アメロブラスチンはC末端側に3カ所のヘパリン結合領域と、1カ所のカルシウム結合領域を有し、これら領域が細胞の接着や分化誘導で重要であることを発見した。さらに、この領域に結合するエナメル芽細胞側の受容体として、ある種のヘパラン硫酸プロテオグリカンを同定した。以上の結果から、アメロブラスチンは特異的な受容体を介して、エナメル芽細胞の分化誘導およびその維持に重要であるとが示唆された。
次に基底膜分子ラミニンの欠損マウスを用いた解析から、インテグリンα6β4とラミニンα5との相互作用が、エナメル芽細胞の細胞極性の決定と、分化に必須であることを見出した。またエナメル芽細胞の細胞接着には、インテグリンb1分子の役割も重要であることが示唆されていた。しかしながら、インテグリンβ1欠損マウスは、胎性致死であり、歯の発生における同分子の解析は困難であった。そこで、上皮細胞特異的にインテグリンβ1分子を欠損させたマウスを作製し、エナメル芽細胞の分化における役割につき検討をおこなた。その結果、このマウスは部分的なエナメル質形成不全症を呈し、さらにはエナメル芽細胞の細胞極性の決定が遅れることが判明したが、分化したエナメル芽細胞に対しては特に影響を及ぼさなかった。以上の結果から、インテグリン分子を介したエナメル芽細胞の細胞外マトリックスの相互作用は、エナメル芽細胞に分化する前の段階で必須であるが、最終的なエナメル芽細胞の機能維持には、別の分子(おそらくアメリブラスチン)が重要であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Amelogenin is a negative regulator of osteoclastogenesis via downregulation of RANKL, M-CSF and fibronectin expression in osteoblasts (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiguchi M, Yuasa K, Saitoh K, Fukumoto E, Yamada A, Hasegawa T, Yoshizaki K, Kamasaki Y, Nonaka K, Fujiwara T, Fukumoto S.
  • 雑誌名: Archives of Oral Biology 52.3 ページ: 237-243
• [雑誌論文] Glycolipids bregulate ameloblast differentiation (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Yamada A, Fukumoto E, Yuasa K, Yoshizaki K, Iwamoto T, Nonaka K.
  • 雑誌名: Journal of Oral Bioscience (in press)
• [雑誌論文] Laminin alpha5 is required for dental epithelium growth and polarity and the development of tooth bud and shape. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Miner, JH, Ida H, Fukumoto E, Yuasa K, Miyazaki H, Hoffman MP, Yamada Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281.8 ページ: 5008-5016
• [雑誌論文] Current Topics in Pharmacological Research on Bone metabolism; Osteoclast differentiation regulated by glycosphingolipids (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Iwamoto T, Sakai E, Yuasa K, Fukumoto E, Yamada A, Hasegawa T, Nonaka K, Kato Y.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Science 100 ページ: 195-200
  • NAID: 10018240300
• [雑誌論文] Laminin alpha5 is required for dental epithelium growth and polarity and the development of tooth bud and shape. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Miner JH, Ida H, Fukumoto E, Yuasa K, Miyazaki H, Hoffman MP, Yamada Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281.8 ページ: 5008-5016
• [雑誌論文] Current Topics in Pharmacological Research on Bone metabolism ; Osteoclast differentiation regulated by glycosphingolipids (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Iwamoto T, Sakai E, Yuasa K, Fukumoto E, Yamada A, Hasegawa T, Nonaka K, Kato Y.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Science (in press)
  • NAID: 10018240300
• [雑誌論文] Essential role of ameloblastin in maintaining ameloblast differentiation and enamel formation (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Yamada A, Nonaka K, Yamada Y.
  • 雑誌名: Cell Tissues Organ (in press)
• [雑誌論文] GD3 synthase gene found expressed in dental epithelium and shown to regulate cell proliferation (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada A, Fukumoto E, Kamasaki Y, Ida-Yonemochi H, Saku T, Fujiwara T, Fukumoto S.
  • 雑誌名: Archives of Oral Biology 50 ページ: 393-399
• [雑誌論文] Differential enhancing of alpha2,8-sialyltransferase on the cell proliferation and mobility (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamimura Y, Furukawa K, Kittaka D, Nishio M, Hamamura K, Fukumoto S, Furukawa K.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 26.2 ページ: 337-344
• [雑誌論文] 口腔疾患の原因遺伝子の同定-モデル動物からヒト疾患への応用- (2005)
  • 著者名/発表者名: 福本敏, 油浅健司, 山田亜矢, 野中和明
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Dentistry for Children 10.9 ページ: 42-47
• [雑誌論文] Extracellular matrix regulates tooth morphogenesis (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto S, Yamada Y.
  • 雑誌名: Connective Tissue Research 46 ページ: 220-226
• [雑誌論文] TGF-beta3 induces ectopic mineralization in fetal mouse dental pulp during tooth germ development (2005)
  • 著者名/発表者名: Houjia M, Muraoka N, Yushizaki K, Fukumoto S, Nakashima M, Akamine A, Nonaka K, Ohishi M.
  • 雑誌名: Developmental Growth and Differentiation 47.3 ページ: 141-152
• [雑誌論文] Transforming growth actor-beta3 promotes mesenchymal cell proliferation and angiogenesis mediated by the enhancement of cyclin D1, Flk-1, and CD31 gene expression during CL/Fr mouse lip fusion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Muraoka N, Shum L, Fukumoto S, Nomura T, Ohishi M, Nonaka K.
  • 雑誌名: Birth-Defects Res.A Clin Mol Teratol 73.12 ページ: 956-965