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Shhシグナルによるアクトミオシン細胞内張力を介した歯の形態形成の新たな制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K10047
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57010:常態系口腔科学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山中 淳之  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (80343367)

研究分担者 中富 満城  産業医科大学, 産業保健学部, 准教授 (10571771)
大峡 淳  新潟大学, 医歯学系, 教授 (40266169)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード歯 / 哺乳類 / トガリネズミ / 発生 / 進化 / 反復 / 遺伝子発現 / 歯の発生 / マウス / Shh / Fgf4 / アクトミオシン / 形態形成 / アクトミオシン細胞骨格 / 歯胚上皮 / Shhシグナリング / 上皮 / 器官培養 / コンディショナルKOマウス
研究開始時の研究の概要

歯の形成不全の要因の一つは、遺伝子の変異による歯の発生初期の異常もしくは停止である。しかし、原因となる遺伝子の働きにより、歯胚(歯の原基)を構成する細胞がどのような挙動を示し、歯の発生が進行するのかはほとんど分かっていない。申請者らはこれまでに、歯胚を構成する細胞の細胞骨格を壊すと細胞の移動や配置が乱れ、歯の発生が正常に進行しないことを発見したので、次に、この細胞骨格の働きを調節する上流のシグナルは何かを探ろうと考えた。本研究により、シグナルがもたらす細胞の移動や再配置を介した歯の発生の制御機構が明らかになれば、歯の形成不全のメカニズム解明への大きな一歩となる。

研究成果の概要

進化(系統発生)の観点からは、哺乳類のトリボスフェニック型臼歯(多咬頭の臼歯の原型)は、爬虫類の単咬頭の円錐歯に由来するものである。発生(個体発生)の観点からは、哺乳類の臼歯は、シグナリングセンターであるエナメル結節が付加されることにより、歯胚上皮と間葉の境界が複雑な形状になり形成される。本研究では、トリボスフェニック型臼歯からの派生が小さいトガリネズミ (Suncus murinus) の臼歯を使って、発生過程におけるエナメル結節の形成位置と順番を詳細に追跡した。トガリネズミの臼歯の発生過程は、中生代哺乳類のトリボスフェニック型臼歯の進化過程を再現するように進行することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

進化的観点からは、多咬頭の臼歯は、単咬頭の円錐歯に咬頭が付加されることで長い地質学的時間をかけて進化してきた。一方、発生的観点からは、胎生期の数日の間に、エナメル結節が次々に形成されることで、その位置に咬頭が形成され、多咬頭歯が完成する。発生過程(個体発生)が、進化過程(系統発生)を反復するのか否か、は進化生物学における大きな未解決問題である。本研究は、現生哺乳類の臼歯の発生過程が、化石哺乳類の臼歯の進化過程を反復するように進行することを明らかにしただけでなく、その並行性を生み出すメカニズムに関する示唆を与える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Helsinki/Geological Survey of Finland(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California Los Angeles/University of California, San Francisco(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] UCSF/UCLA(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evolution and development of the mammalian multicuspid teeth2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: 64 号: 2 ページ: 165-175

    • DOI

      10.1016/j.job.2022.03.007

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a system to analyze oral frailty associated with Alzheimer's disease using a mouse model.2022

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto E, Kitawaki A, Yagi T, Kono H, Matsumoto SE, Hara H, Ohyagi Y, Iwai H, Yamanaka A, Goto T.
    • 雑誌名

      Front Aging Neurosci.

      巻: 14 ページ: 935033-935033

    • DOI

      10.3389/fnagi.2022.935033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Developmental assessment of cusp formation in the modern shrew’s molar: an implication for the evolution of the tribosphenic molar in Mesozoic mammals2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Morita W, Haider Y, Goto T
    • 学会等名
      14th Tooth Morphogenesis and Differentiation (TMD)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 現生トガリネズミ科の臼歯の発生過程:歯の発生と進化の並行性に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      山中淳之
    • 学会等名
      日本哺乳類学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 現生トガリネズミ科の臼歯の形態形成過程:哺乳類の多咬頭歯の進化発生学的考察2022

    • 著者名/発表者名
      山中淳之, Haider Y
    • 学会等名
      第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 歯の発生メカニズムに基づく小臼歯と大臼歯の咬頭の相同性2022

    • 著者名/発表者名
      山中淳之, Haider Y, 森田航, 後藤哲哉
    • 学会等名
      第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Differences in morphogenetic process between the premolar and the molar2022

    • 著者名/発表者名
      Haider Y, Iwai H, Kuramoto E, Goto T, Nakamura N, Yamanaka A
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Developmental assessment on the cusp homologies between the premolar and the molar2021

    • 著者名/発表者名
      Haider Y, Morita W, Iwai H, Kuramoto E, Goto T, Nakamura N, Yamanaka A
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯冠の発生メカニズムに基づいた「小臼歯相似説」の検証2021

    • 著者名/発表者名
      山中淳之, Haider Y, 森田航, 岩井治樹, 倉本恵梨子, 後藤哲哉
    • 学会等名
      第75回日本人類学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 現生トガリネズミの大臼歯における咬頭形成の発生学的順番:中生代哺乳類のトリボスフェニック型臼歯の進化への発生学的考察2021

    • 著者名/発表者名
      山中淳之, Yasin Haider, 田口うらら, 倉本恵梨子, 岩井治樹, 後藤哲哉
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会全国学術大会・第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 歯胚上皮の陥入および形態形成過程初期における非筋ミオシンIIの役割2019

    • 著者名/発表者名
      山中淳之, 後藤哲哉
    • 学会等名
      第56回日本口腔組織培養学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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