Fam20CとDmp1/Dspp過剰発現マウスを用いた硬組織のリン酸化の役割解明

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生体硬組織の石灰化は、骨では骨芽細胞が、歯の象牙質では象牙芽細胞が産生する細胞外基質蛋白質を核として起こる。特に、硬組織に豊富かつ特異的に存在する酸性リン蛋白質が石灰化に重要な役割を担っていると考えられている。近年、酸性リン蛋白質のリン酸化を担う酵素としてFam20C (family with sequence similarity 20, member C）が同定され、Fam20Cによるリン酸化が石灰化制御に重要であると注目されている。本研究では、骨芽細胞/象牙芽細胞特異的にFam20Cを過剰発現するマウス(Fam20C-Tg)を用いて、Dmp1 (dentin Matrix Protein 1：骨の代表的な酸性リン蛋白質)やDSPP (dentin sialophosphoprotein：象牙質の代表的な酸性リン蛋白質)等の酸性リン蛋白質のリン酸化の役割を明らかにすることを目的とする。本年度は、Fam20C-Tgの歯の解析を行い、象牙質形成における酸性リン蛋白質のリン酸化の影響を検討した。網羅的リン酸化解析により、Fam20C-TgではDSPPやDmp1などの酸性リン蛋白質のリン酸化が亢進していることを明らかとした。また、歯冠象牙質におけるリン酸化亢進は、骨組織と同様に、石灰化促進に働くことを明らかとした。歯根象牙質では分化異常が生じて、骨様硬組織形成が起こること明らかとした。この骨様硬組織形成には、DSPPの減少と、骨形成に重要な役割を担うRunx2 (runt-related transcription factor 2)とBMP2 (bone morphogenetic proteins 2)の発現増加が関与していることが示唆された。