BMP上流の転写因子Glisによる象牙芽細胞分化調節機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657492
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中島 美砂子 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助手 (20207773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 昌子 九州大学, 大学病院, 助手 (10153769) ; 渡邊 武 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (40028684) ; 赤峰 昭文 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (00117053)
• Keywords: Gli transcription factors / Bone morphogenetic proteins / 象牙芽細胞 / リアルタイムPCR / Dentin Sialoprotein / 歯髄組織幹細胞 / 電気的遺伝子導入法

Research Abstract

歯髄細胞は歯髄組織内では未分化の状態にとどまり、辺縁部のみ高度に分化した象牙芽細胞が存在する。つまり、歯髄内には象牙芽細胞への分化を抑制する因子が存在する可能性がある。以前、歯髄にのみに発現するジンクフィンガー型転写調節因子GliH1のノックアウトマウスを作製したが表現型はみられなかった。今回、歯髄に強い発現のあるGli1,Gli3およびGliH1のトリプルノックアウトマウスを用いてin vivoにおいてGlisのBMP上流での象牙芽細胞分化調節機構の解明を進めた。Gli1-/-;GliH1-/-は胎生致死とはならず、生後1年以上生存し、表現型はみられなかった。Gli3-/-は胎生致死であるため、Gli1-/-;Gli3-/-;GliH1-/-の胎生15.5日目の歯胚の連続切片を作製し三次元的に観察したが、表現型は見られなかった。したがって、ウシ培養歯髄細胞に、Gli1、Gli3およびGliH1の遺伝子を導入して過剰発現させ、ルシフェラーゼアッセイを行ったところ、Gli3およびGliH1がGli1の転写活性を抑制していることが明らかとなった。また、歯髄細胞にGli1、Gli3、GliH1の遺伝子3種を過剰発現させると、象牙芽細胞の分化マーカーであるDentin SialoproteinのmRNAの発現がGli1単独に比べて減少した。また、Gli1遺伝子導入によりOsterixの発現の上昇がみられ、Gli3をGli1とともに導入するとOsterix発現が減少し、Cbfa1およびCbfa3発現は上昇がみられた。rhBMP2を培養歯髄細胞に作用させると、象牙芽細胞への分化に伴いOsterixの発現の上昇がみられた。よってGliメンバーはその相互作用によりOsterixやCbfa1,3の発現を調節することにより、象牙芽細胞への分化を制御していることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Nakashima M., Tanese N., Ito M., Auerbach W., Bai C., Furukawa T., Toyono T., Akamine A., Joyner A.L: "A novel gene, GliH1, with homology to the Gli zinc finger domain not required for mouse development."Mech.Dev.. 119. 21-34 (2002)
• [Publications] 庵原耕一郎, 中島美砂子, 石河真幸, 中島昭彦, 赤峰昭文: "BMP2を用いた歯髄細胞導入治療法による象牙質再生"日本歯科保存学雑誌. 46・5. 654-665 (2003)