歯科幹細胞の制御を研究するためのトロウェル型臓器培養の使用

マウスの切歯は、歯の成分の絶え間ない生産をサポートする幹細胞(SC)の生涯保存により、継続的に成長します。これらには、エナメル質産生アメロブラストを生成する上皮SCや、象牙質産生歯芽細胞を生成する間葉系幹細胞(MSC)などが含まれます¹。継続的に成長する切歯の上皮SCは、最初はラベル保持細胞として同定され^2,3、その後^、Sox2⁴を含む多くのよく知られたステムネス遺伝子を発現することが示されています。これらの細胞は他の臓器の上皮SCと共通の特徴を共有し、切歯の唇側に位置する頸部ループと呼ばれるSCニッチ内に存在する。ニッチは、SC^活性5を制御する細胞と細胞外マトリックスで構成される動的実体です。系統追跡研究は、Sox2+上皮SCが歯の上皮コンパートメント全体を再生することができ、それらが連続した歯の形成に重要であることを示しています^6,7。象牙質修復または再生の可能性を有するMSCは、主に血管および神経を介して臓器外から募集されるため8、⁹、¹⁰、¹¹、したがって、MSC集団の募集^、移動^、および住居を研究するための適切なモデルを提供します。

遺伝的および/または薬理学的操作の多くは臓器の恒常性に影響を与えたり、致命的な結果をもたらす可能性があるため、in vivoでSCを研究することは常に実行可能であるとは限りません。したがって、臓器培養は、in vitroでSCとそのニッチの調節を研究するための優れたツールを提供します。金属グリッドを利用する臓器培養システムは、当初、臓器発達を研究するためにTrowell¹²によって開発され、腎臓発達における誘導シグナルを研究するためにSaxen¹³によってさらに変更されました。それ以来、臓器の全部または一部を培養するこのin vitro法は、さまざまな分野でうまく適用されてきました。歯の発達の分野では、この方法は、歯の発達¹⁴と連続的な歯の形成¹⁵を支配する上皮間葉系相互作用の研究に広く使用されています。Thesleff研究室の研究は、歯の成長と形態形成の時間的分析、歯の成長に対するさまざまな分子と成長因子の影響の分析、および歯の発達のタイムラプスライブイメージングのためのこのシステムの有用性を実証しました^16,17。最近では、この方法は、切歯SCおよびそれらのニッチ^18,19の調節を研究するために利用されており、これはここで詳細に説明されている。