Hmga2による歯の形成制御とSox2およびNanog発現との関連

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Biochem Biophys Res Commun.2019 02;509(4):1008-1014. S0006-291X(19)30023-3. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.01.017.Epub 2019-01-14.

Hmga2による歯の形成制御とSox2およびNanog発現との関連

Hmga2 regulation of tooth formation and association with Sox2 and Nanog expression.

Yuki Kodama
Devipriya Harinath
Nozomi Mihara-Tomiyama
Noriko Tominaga
Yoshiaki Ide
Taka Nakahara
Munehiro Maeda
Masaru Igarashi
Jeanine D'Armiento
Kiran Chada
Kazushi Imai

PMID: 30654938 DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.01.017.

抄録

歯の形成は厳しい遺伝子プログラムのもとで行われています。12q14番染色体異常を持つ患者では、骨の成長異常を伴う歯の大きさや噴出時期などの表現型が見られるが、その原因は不明である。本研究では、マウス歯原菌における12q14染色体にコードされるHmga2の発現を調べ、下顎第一大臼歯（M1）と下顎骨の発生にどのような関与があるのかを解析した。Hmga2の発現は、M1細菌のエナメル質器官とその周囲の間葉系で免疫組織化学的に検出された。Hmga2の発現は妊娠に伴って動的に変化し，生後マウスでは急速に減少した．Hmga2マウスでは、M1細菌と歯冠の大きさが減少し、下顎骨の成長遅延に伴って臼歯の形成と萌出が遅れていた。Hmga2のcDNAまたはsiRNAトランスフェクションにより、Hmga2は幹細胞因子であるSox2およびNanogの発現を転写的にアップレギュレートすることが示された。これらは細菌内ではHmga2と共局在していたが、Hmga2マウスではエナメル質器官と間葉に異なる分布を示した。これらの結果は、歯原菌で発現しているHmga2が、歯原菌の異なるコンパートメントでの成長、大きさ、噴出、幹細胞因子の発現を制御し、下顎骨の成長と関連していることを示している。今後の研究が必要であるが，本研究では，HMGA2が骨格形成に伴う歯の発生を制御していることが示された．

Tooth formation is accomplished under strict genetic programs. Although patients with chromosome 12q14 aberration shows tooth phenotype including the size and eruption timing with bone growth anomaly, its etiology is uncertain. Here, we examined expression of Hmga2, which is encoded at chromosome 12q14, in mouse tooth germs and analyzed the involvement in lower first molar (M1) and mandibular bone development. Hmga2 expression was immunohistochemically detected at enamel organ and the surrounding mesenchyme of the M1 germs. The expression was dynamically changed with gestation and rapidly decreased in postnatal mice. In Hmga2 mice, the M1 germs and crowns were diminished in size, and formation and eruption of molars were delayed with mandibular bone growth retardation. Hmga2 cDNA or siRNA transfection showed that Hmga2 transcriptionally up-regulates expression of stem cell factors, Sox2 and Nanog. They were co-localized with Hmga2 in the germs, but differentially distributed at enamel organ and mesenchyme in Hmga2 mice. These results demonstrate that Hmga2 expressed in tooth germs regulates the growth, sizing and eruption and stem cell factor expression in different compartment of the germ and associates with mandibular bone growth. Although future studies are needed, the present study demonstrates HMGA2 regulation of tooth genesis with skeletal development.