エナメル質形成の統御機構に関する生化学的研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404062
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 下川 仁弥太 東京医科歯科大学, 歯学部生化学, 助教授 (80014257)
• 研究分担者: 鈴木 ミチ子 東京医科歯科大学, 歯学部生化学, 教務職員 (80171255) ; 高木 亨 東京医科歯科大学, 歯学部生化学, 講師 (20124696)
• キーワード: エナメル質 / 石灰化 / たんぱく質 / カルシウム

研究概要

エナメル質は咬合咀嚼の機能を生涯にわたって維持する目的のために、生体内で最も硬い組織である。この形成の過程で、エナメル芽細胞によりまずAmelogeninとEnamelinとからなるタンパク質性基質が合成分泌され、その中で、アパタイト結晶の析出と成長が進行し、最終的に有機基質は除去されて、大きく、方向性の揃った結晶をもつエナメル質が完成する。
このようなエナメル質の形成ならびに成熟機構に関する変化を知る目的で、多種の研究方法をを用いて研究を行った結果、以下の成果を得た。
(1)ラットエナメル質形成におけるAmelogeninの合成と分解。
In situ hybridization法と免疫組織化学によりエナメル質形成過程におけるAmelogeninの合成時期と吸収時期を調べた。その結果、AmelogninはPreameloblastの時期から合成され始め、基質形成機に最大の合成を行い、その後徐々に合成量を減じ、early maturationの時期まで合成していることがわかった。免疫組織化学ではより遅い時期のruffle-ended ameloblastまで反応が見られているがこれはエナメル質基質に分泌されていたAmelogeninが吸収されているものとわかった。
(2)In vitroの石灰化におけるAmelogeninとEnamelinの影響について。
寒天ゲル中の石灰化におけるAmelogeninとEnamelinの影響について検討したところ、Amelogenin添加とEnamelin添加により石灰化の様子が異なっていた。Enamelin添加ではAmelogeninよりもシャープな石灰化バンドが観察され、結晶のサイズも2〜5倍大きく、石灰化の核形成に何らかの積極的な役割をしていることが示唆された。
(3)マウスAmelogenin染色体DNAのクローニング
マウスgenomic libraryよりウシAmelogenin cDNAを用いてマウスAmelogenin遺伝子をクローニングし、その構造を調べた。その結果、マウスAmelogeniもヒトやウシと同様に7つのエキソンからなることがわかった。現在、プロモーター領域を分離して発現を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] S.Sasaki,H.Shimokawa: "The Amelogenin Gene" Int.J.Dev.Biol.39. 127-133 (1995)
• [文献書誌] S.Oida,H.Shimokawa,S.Sasaki,et al.: "Molecular cloningj of mouse amelogenin genes from mandibular cDNA library" J.Hard Tissue Biolgy. 4(2). 64-69 (1995)
• [文献書誌] 山田嘉重、高木裕三、下川仁弥太、小野博志、大谷啓一: "In situ hybridization法を用いたラット切歯エナメル質形成に関する研究-Bisphosphonateの作用について" エナメル質比較発生学懇話会記録. 4. 85-92 (1995)
• [文献書誌] T.Inage,H.Shimokawa,S.Sasaki: "Gene Expression and Localization of Amelogenin in Rat Incisor" Adv.Dent.Res.(印刷中). (1996)
• [文献書誌] H.Naatsuka,T.Takagi,N.Naai,et al.: "Immunohistochemical study of cytokeratin pattern in follicular ameloblastoma and plexiform ameloblastoma" J.Hard Tissue Biol.-International-. 4(2). 50-56 (1995)
• [文献書誌] T.Takagi,N.Nagai,S.Sasaki et al.: "Effect of amelogenin and enamelin on in vitro mineralization in gel" J.Hard Tissue Biol.-International-. 5(1)(印刷中). (1996)
• [文献書誌] S.Sasaki and H.Shimokawa: "Dental Enamel:Formation and Destruction "Biochemistry of Developing Enamel Matrix"" CRC Pub.Co., 20 (1995)
• [文献書誌] 佐々木 哲: "Bone Science講座II「石灰化の機構」" 広川書店, 11 (1995)