歯の発生における上皮間葉相互作用でのCa2+応答の役割とエナメル芽細胞の分化

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本研究は、歯の発生過程におけるCa2+シグナルの役割を明らかにすることを目的に計画された。発生過程では、細胞増殖やマイグレーションによる形態形成と、細胞間相互作用による細胞分化が重要である。本研究では、ラット歯原性上皮細胞（SF2）とヒト歯髄幹細胞（DPSC）に異なる蛍光を発するCa2+センサーを発現させ、長時間ライブセルイメージングの実験系を確立した。この実験系を用いて、SF2細胞やDPSCにおいて自発的で間歇的なCa2+応答が起こることや、これらの共培養によってCa2+応答のパターンが変化することが明らかになった。SF2細胞のマイグレーションを定量的に解析すると、ストア作動性Ca2+流入機構をLa3+によって抑制するとマイグレーションが抑制されることが明らかになった。このことより、SF2細胞のマイグレーションでは、Ca2+シグナルが重要な役割を担うことが示唆された。また阻害剤を用いた解析から、SF2細胞のCa2+応答におけるP2Y受容体と受容体チロシンキナーゼの関与が明らかになった。このことから、受容体チロシンキナーゼによるマイグレーションの促進が、ATP放出の促進を介してCa2+応答を起こした可能性が考えられた。SF2とDPSCの共培養によってDPSCの自発的Ca2+応答が増加することが明らかになった。このDPSCのCa2+応答にも受容体チロシンキナーゼが関与していた。受容体チロシンキナーゼは、DPSC単独培養でおこるCa2+応答にはあまり関与していないことから、SF2から放出される因子によってDPSCの反応が変化したと考えられた。網羅的遺伝子解析とRT-PCRの結果から、共培養によってDPSCにおけるTGFβ3の遺伝子発現が増加し、それがLa3+によるCa2+シグナルの抑制によって低下することが明らかになった。これらの結果から、SF2細胞のマイグレーションやDPSCの遺伝子発現におけるCa2+応答の関与が明らかになった。