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歯は、上皮と間葉組織の相互作用に発生が進み、機能的な形態を有するようになる。この形成過程における分子は、同様の発生パターンを示す唾液腺、肺、腎臓、毛などと共通である。このことから、歯の発生メカニズムにおける新しい分子機構の解明は、様々組織の発生の理解や再生研究へ応用可能な知見となりうる。
我々は、包括的な分子スクリーニングから、歯に特異的な分子の同定に成功し、アメロブラスチン、エピプロフィン、Gja1などの、歯の発生に及ぼす影響を検討してきた。
エピプロフィンは、歯胚に特異的に発現する転写因子であり、その欠損マウスは、多数の過剰な歯を生じる表現系を示すことから、本分子が歯胚上皮の増殖を制御している可能性を予想していた。実際我々の研究から、エピプロフィンは、組織幹細胞のセルフリニューアルの過程における一時的な細胞の増殖を厳密に制御していることが明らかになった。
一方、ギャップ結合分子であるGja1の遺伝子異常は、人の眼歯指異形成症を引き起こし、歯においてはエナメル質形成不全症を呈する。Gja1欠損マウスの解析から、Gja1はTGFファミリー分子による細胞内のSmadの活性化には関与しないものの、ERK1/2のリン酸化を制御していた。この制御はギャップ結合からのIP3の流入と、そのIP3による小胞体からのカルシウムの放出による調整されており、今まで未知であったギャップ結合によるシグナル伝達制御のメカニズムを解明することができた。
さらに象牙芽細胞分化過程に発現するPannexin3は、Gja1と同様にギャップ結合分子としての機能を有しており、本分子の発現抑制実(shRNAや阻害ペプチドを用いた手法)から、象牙芽細胞の分化、特に歯原性間葉細胞から前象牙芽細胞分化過程に必須の分子であることを発見した。
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