遺伝子改変マウスを用いた歯誘導メカニズムの網羅的解析

利用转基因小鼠全面分析牙齿诱导机制

基本信息

批准号：
16K11783
负责人：
原田史子
金额：
$ 3万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K11783/
关键词：
歯の発生遺伝子細胞・組織歯数制御 Ofd1 Shhシグナル歯学

项目摘要

本研究の目的は，歯数を決定するメカニズムを解明するため，歯数の制御に関わる歯の発生開始誘導機構を解明することにある．口腔内で歯の欠損と過剰歯が同時に生じるヒト口顔指症候群Ⅰの原因遺伝子Ofd1に着目し，その欠損マウスを作成，解析を行った．Cre-LoxPシステムを用い Ofd1を上皮および間葉特異的に欠損させたマウスを作成した． Ofd1上皮特異的欠損マウスでは，歯数の異常は認められなかった．一方，ホモ型のOfd1間葉特異的欠損マウスでは，上下顎前歯歯胚が蕾状期で停止し，上顎臼歯の舌側に過剰歯を認めた．ヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスでは，正常な前歯，前歯歯胚の停止，上下顎臼歯部の舌側の過剰歯が混在した．これらにより間葉のOfd1が，歯数制御に必須であることが明らかとなった．マイクロアレイやin situ hybridizationを行った結果，ホモ型のOfd1間葉特異的欠損マウス間葉にShhシグナルの著しい低下が確認された．ヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスの間葉では， Shhシグナルの活性部位と活性欠如部位がモザイク状に混在した．そこで，Shhシグナル活性に不可欠なSmoの間葉特異的欠損マウスを作成，解析した．その結果，Smo間葉特異的欠損マウスでは，下顎前歯歯胚は蕾状期で停止し，下顎前歯部に蕾状期で停止した過剰歯を認め，臼歯部の舌側に過剰歯を認めた．上顎前歯は存在したが，上顎臼歯は存在せず，臼歯部頬側に過剰歯が確認された．以上のことから，Ofd1間葉特異的欠損マウスではShhシグナルの低下にも関わらず，ホモ型およびヘテロ型のOfd1間葉特異的欠損マウスと，Smo間葉特異的欠損マウスの歯の表現系は一部のみでしか一致しなかった．このことは，Ofd1による歯数制御はShhシグナルのみではなく複数の分子を介して行われる可能性を示唆する．

这项研究的目的是阐明确定牙齿数量的机制，并阐明与牙齿数量控制有关的牙齿发育的机理。我们专注于人类面部矮人综合征I的基因Ofd1，在口腔中同时出现牙齿缺陷和多余的牙齿，并分析了缺陷的小鼠。使用Cre-loxp系统，创建了在上皮和间质方式中特异性缺陷的小鼠。在ofd1上皮不足的小鼠中未观察到牙齿数量的异常。另一方面，在具有间质特异性缺陷的同粒小鼠中，上牙的上和下齿在芽阶段停止，并且在上颌磨牙的舌侧发现了过多的牙齿。在OFD1间充质特异性有缺陷的小鼠的异型中，将上和下磨牙的舌齿过多的牙齿和过量的舌齿混合在一起。这表明间充质区域的OFD1对于控制牙齿计数至关重要。微阵列和原位杂交证实了同型ofd1间充质特异性缺陷小鼠的间质中SHH信号的显着降低。在OFD1间充质特异性小鼠的异型中，活跃部位和缺乏SHH信号活性的方式以镶嵌方式混合。因此，我们创建并分析了SMO间充质缺乏小鼠，这对于SHH信号活性至关重要。结果，在具有间充质特异性缺陷的小鼠中，下颌前牙齿在芽阶段停止，在下颌前牙齿的芽阶段过多的牙齿停止，并且在摩尔区域的lingual侧发现了过多的牙齿。尽管有上颌前牙，但没有上颌磨牙，并且在颊磨牙上观察到过多的牙齿。因此，尽管OFD1间充质特异性缺乏小鼠中SHH信号的降低，但DD1间充质特异性缺乏小鼠和SMO-间质特异性缺乏小鼠的牙齿缺乏系统的牙齿缺乏系统仅是部分一致的。这表明可以通过多个分子而不是通过SHH信号进行牙齿计数控制。