外エナメル上皮細胞の分化誘導法確立を目指した新規マーカー遺伝子の探索

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歯原性上皮細胞の新規マーカー遺伝子の探索を目的とし,歯原性上皮細胞の網羅的遺伝子発現解析のため,生後1日齢マウス臼歯を用いてシングルセルRNAシークエンス(scRNA-seq),および細胞種類毎の発現遺伝子を抽出し,歯胚に発現するサイトケラチンのスクリーニングを行った。次に,生後1日齢切歯歯胚及び臼歯歯胚のパラフィン切片を作成し,蛍光免疫染色にて候補遺伝子の局在を検討した。また,発生過程のマウス臼歯からmRNAを抽出し,qRT-PCRにて候補遺伝子の発現解析を行った。加えて,サイトケラチンに関連する歯科疾患を疾患データベースOMIMにて検索した。結果として,scRNA-seqでは,歯原性上皮細胞の集団は,エナメル芽細胞系列,中間層・星状網細胞,外エナメル上皮細胞に分類された。このデータ上でサイトケラチンファミリーの発現量を検討したところ,サイトケラチン(Krt)5,Krt14,Krt17が歯原性上皮細胞に高発現であり,特にKrt17は中間層・星状網細胞に発現することが示された。そこで,Krt17の歯胚組織内での発現パターンを明らかにするために蛍光免疫染色を行った結果,Krt17が中間層及び星状網に局在することが明らかとなった。次に,サイトケラチンの歯の発生過程における発現量の変化をqRT-PCRにて検討したところ,Krt17は形態形成期から分泌期に高発現であり,他のサイトケラチンとは異なる発現パターンを示した。さらに,OMIMにてサイトケラチンに関わる歯科疾患の検索を行った結果,Krt17の遺伝子変異に起因する症候群である先天性爪甲厚硬症及び多発性脂腺嚢腫において,両疾患ともに先天歯を併発することが明らかとなった。現時点での考察として,Krt17は中間層および星状網細胞の新規マーカー分子として有用であり,本疾患の遺伝子異常は先天歯に関連することが示唆された。