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

2021 年度 実績報告書

• 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

以前の研究でSox21が歯のエナメル質形成や、上皮間葉転換(EMT)に重要であることを報告したが、骨形成にも異常が見られる事が示唆された。、しかしながら硬組織におけるEMT研究はほとんど行われていないのが現状である。そこで、Sox21の発現を網羅的に解析したところ、骨髄で発現する事が明らかとなった。そこで、骨髄細胞において、Sox21の発現を更に検討したところ、T細胞やB細胞で発現が認められた。この結果から石灰化を誘導する分子が、免疫系にも関与している可能性が示唆された。EMTを起こす環境として、癌化が挙げられる。通常、癌化した細胞は免疫によって排除されるが、この免疫チェックポイントをすり抜けることにより、癌細胞が増殖する。Sox21が癌化に関与していると言う報告もあり、Sox21は石灰化やEMTだけで無く、免疫にも関与している可能性が示された。歯胚を原発とする腫瘍として、エナメル上皮腫が挙げられるが、その発生頻度は低い。今回の結果は、歯を形成する分子が癌化を抑制し、免疫や石灰化を亢進させている可能性が考えられた。そこで、歯の石灰化に関与する分子をスクリーニングしたところ、腫瘍マーカーとして知られる分子が、成熟エナメル芽細胞で複数発現していることを突き止めた。その内、1つの分子の発現をエナメル芽細胞で抑制させたところ、Sox21の発現が上昇し、間葉系マーカーの発現が減少した。この様に石灰化とEMTに関連する分子はSox21以外にも存在することが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

マウスの繁殖が進んでおらず、充分なOKマウスが手に入らない状況である。

今後の研究の推進方策

前年度の研究の結果から、歯原性上皮のEMTに関与する分子として、Sox21以外にも複数存在することが明らかとなった。さらにその経路は免疫チェックポイントにも関与している可能性が示された。そこで、その他分子についても、エナメル芽細胞における石灰化やEMTとの関連について検討を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Integration of single-cell RNA- and CAGE-seq reveals tooth-enriched genes (2022)
  • 著者名/発表者名: Chiba Y, Yoshizaki K, Tian T, Miyazaki K, Martin D, Genomics and Computational Biology Core, Saito K, Yamada A, Fukumoto S
  • 雑誌名: Journal of Dental Research 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1177/00220345211049785
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The tooth-specific basic-helix-loop-helix factor AmeloD promotes differentiation of ameloblasts (2022)
  • 著者名/発表者名: Jia L, Chiba Y, Saito K, Yoshizaki K, Tian T, Han X, Mizuta K, Chiba M, Wang X, Al Thamin S, Yamada A, Fukumoto S.
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 巻: 237(2) ページ: 1597-1606
  • DOI: 10.1002/jcp.30639
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] von Willebrand factor D and EGF domains regulates ameloblast differentiation and enamel formation (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwata K, Kawarabayashi K, Yoshizaki K, Tian T, Saito K, Sugimoto A, Kurogoushi R, Yamada A, Yamamoto A, Kudo Y,Ishimaru N, Fukumoto S, Iwamoto T.
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 巻: 237(3) ページ: 1964-1979
  • DOI: 10.1002/jcp.30667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the basic helix-loop-helix factor AmeloD during tooth development (2021)
  • 著者名/発表者名: Al Thamin S, Chiba Y, Yoshizaki K, Tian T, Jia L, Wang X, Saito K, Li J, Yamada A, Fukumoto S.
  • 雑誌名: Journal of cellular physiology 巻: 236(11) ページ: 7533-7543
  • DOI: 10.1002/jcp.30389
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Connexin 43-mediated gap junction communication regulates ameloblast differentiation via ERK1/2 phosphorylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamada A, Yoshizaki K, Ishikawa M, Saito K, Chiba Y, Fukumoto E, Hoshikawa S, Chiba M, Nakamura T, Iwamoto T, Fukumoto S.
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 12 ページ: 748574
  • DOI: 10.3389/fphys.2021.748574
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 転写因子AmeloDが制御する新規エナメル質形成分子機序の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 賈 玲玲、千葉雄太、吉崎恵悟、齋藤 幹、福本 敏
  • 学会等名: 第59回日本小児歯科学会大会