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2019 年度 実績報告書

上皮系細胞から上皮間葉転換(EMT)誘導を応用した歯胚形成

研究課題

研究課題/領域番号 18H03009
研究機関東北大学

研究代表者

齋藤 幹  東北大学, 大学病院, 講師 (40380852)

研究分担者 福本 敏  九州大学, 歯学研究院, 教授 (30264253)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード歯原性上皮 / エナメル芽細胞 / EMT
研究実績の概要

外胚葉性器官の分化には、様々な分子により、上皮と間葉が相互に作用することによって分化が進む。そのため、外胚葉性器官の再生には、上皮系細胞と間葉系細胞がお互い接触するように配置し、上皮間葉相互作用を利用して分化誘導する必要がある。我々はこの技術を応用し、iPS細胞からエナメル芽細胞を誘導することに成功した。しかし、実用的な歯の再生はまだ難しいのが現状である。そこで、上皮系細胞から間葉系細胞を誘導する上皮間葉転換(EMT)を応用して間葉系細胞を作り出し、この間葉系細胞を用いて上皮間葉相互作用を起こせば、上皮系の単一細胞で外胚葉器官の分化が可能となる。そのため、他臓器では上皮からの外胚葉器官形成の研究が注目されているが、硬組織におけるEMT研究はほとんど行われていないのが現状である。我々は以前の研究で、Sox21がエナメル芽細胞で発現しており、分化やEMTに重要な役割を持っていることを発見した。更に、Sox21KOマウスでは骨形成不全も見られ、骨の重要な役割を有している可能性が高い。そこで、本研究では、硬組織形成におけるEMTのメカニズムを解析する。前述の様にSox21は間葉系や上皮系、両方に影響を与える事から、他の神経堤由来の外胚葉器官に限らず、想定していない様な器官において、発現している可能性が考えられる。そこで、まず始めに各臓器におけるSox21の部位を特定する事にした。そこで各部位からRNAを回収し、RT-PCR法にて発現部位を検討した。その結果、脳と皮膚以外に、少量ではあるが、骨髄細胞、全血液細胞、骨芽細胞でも発現が見られた。更に各臓器における免疫染色を行ったところ、脳や皮膚、毛髪、骨髄以外にも、扁桃で発現していることを発見した。この結果から、Sox21はリンパ系細胞で発現する事が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

以前はSox21のRNA発現とタンパク発現パターンが異なっており、正確な発現部位を特定することが困難であったが、PCRと免疫染色を併用することにより、発現部位特定のめどが立った。

今後の研究の推進方策

現時点で、リンパ系細胞がSox21を発現していることが示唆されたが、リンパ系細胞の内、どの細胞が、Sox21陽性細胞かを詳細に検討する。次にSox21陽性細胞に対して、Sox21を抑制する事により、発現する分子の変化や性質変化を調べ、Sox21の機能を検討する。
また、以前の研究で、Sox21が上皮-間葉の細胞転換を調節している事が示唆された。そこで、Sox21による上皮間葉転換(EMT)のメカニズムの解析も併せて行う予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Regulation of miR-1-mediated connexin 43 expression and cell proliferation in dental epithelial cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T, Iwamoto T, Nakamura MH, Shindo Y, Saito K, Yamada A, Yamada Y, Fukumoto S, Nakamura T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.00156.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The transcription factor AmeloD stimulates epithelial cell motility essential for tooth morphology2019

    • 著者名/発表者名
      Chiba Yuta、He Bing、Yoshizaki Keigo、Rhodes Craig、Ishijima Muneaki、Bleck Christopher K. E.、Stempinski Erin、Chu Emily Y.、Nakamura Takashi、Iwamoto Tsutomu、de Vega Susana、Saito Kan、Fukumoto Satoshi、Yamada Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 ページ: 3406~3418

    • DOI

      10.1074/jbc.RA118.005298

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pannexin 3 ER Ca2+ channel gating is regulated by phosphorylation at the Serine 68 residue in osteoblast differentiation.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Williams G, Forcinito P, Ishikawa M, Petrie JR, Saito K, Fukumoto S, Yamada Y.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 9 ページ: 18759

    • DOI

      10.1038/s41598-019-55371-9.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2021-01-27  

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