Regulation of miR-1-mediated connexin 43
expression and cell proliferation in dental
epithelial cells
著者
中村 友昭
学位授与機関
Tohoku University
学位授与番号
11301甲第19186号
論
文 内 容 要 旨
学籍番号 B6DD1018 氏 名 中村 友昭
歯の発生は，様々な遺伝子群により調節されている。しかし，歯胚発生においての時空間的な遺伝子 発現調節制御機構には不明な点も多い。小児歯科臨床で経験する歯の形態異常や歯質の形成不全は遺伝 的な要因により引き起こされることもあり，疾患発症に関わる遺伝子の同定が進んでいる。Gap junction protein-1(Gja-1)は Connexin43（Cx43）をコードする遺伝子であるが，Cx43 の配列変異によ り眼歯指異形成症(ODDD) を発症する。ODDD は頭蓋顔面骨変形および手足異常に加え，歯の形態異 常とエナメル質形成不全を特徴とする。
本研究では，遺伝子発現制御に関わるmicroRNA(miR)のマウス発生歯胚での経時的発現変化を解析し， エナメル芽細胞の分化過程でダイナミックな発現変化を示すmiR-1 に注目し，miR-1 による Cx43 の 発現制御と歯原性上皮細胞の細胞増殖調節機構ついて検討した。in situ hybridization 法を用いて検討 すると，マウス胎生16.5 日齢臼歯胚において miR-1 は歯堤基部および cervical loop に発現していた。 心筋細胞などでは miR-1 のターゲット遺伝子が Cx43 であると報告されている。歯原性上皮細胞で miR-1 の発現を si-miR-1 で抑制すると，Cx43 の発現誘導が認められ，同時に細胞の増殖能は低下した。 歯原性上皮細胞においてもmiR-1 は Cx43 の発現を抑制していることが示唆された。興味深いことに， si-miR-1 を用いて一過性に miR-1 の発現を抑制した場合，誘導された Cx43 は細胞間結合に加えヘミ チャネルを形成した。また，miR-1 の発現が減弱された歯原性上皮細胞に発現したヘミチャネル型の Cx43 は ATP のリリースに関与していた。つまり miR-1 の発現減弱によって誘導されたヘミチャネル 型のCx43 が，歯原性上皮細胞内の ATP を減少させ，細胞増殖の抑制させていることが明らかとなっ た。細胞培養でみられたヘミチャネル形成をCx43 の発生歯胚組織免疫染色において確認すると，miR-1 の発現が減弱しはじめる前分泌エナメル芽細胞においてヘミチャネル形成が観察された。 ODDD のマウスモデルである Gja-1 変異マウスは，エナメル質形成不全を示し，エピプロフィン遺伝 子欠損 (Epfn KO)マウスと一部表現型が類似している。Epfn KO 歯胚における miR-1 の発現を検討す るとEpfn KO 歯胚では miR-1 の発現増強が認められ，Cx43 の発現ならびにヘミチャネル形成が阻害 されていることが明らかとなった。 これらの結果からmiR-1 は歯原性上皮細胞の分化・増殖に関わる遺伝子発現の調整のみならず，Cx43 のチャネル形成を制御することによって，歯原性上皮細胞からエナメル芽細胞への分化へのスイッチに 関わっている事が示唆された。miR-1 の発現減弱によって惹起される個々の細胞の Cx43 発現は，エナ メル層を形成するにあたり，周囲の細胞と同調して分化するシグナルのコミュニケーションに重要な役 割を演じていると考えられる。miR-1 による Cx43 の発現制御機構の解明は，歯の発生における細胞の 増殖と分化の制御機構の理解に繋がるのみならず，ODDD 症候群をはじめとするエナメル質形成不全 の発症機構の解明と新たな治療法の開発に寄与すると考えられる。
