상아모세포 분화과정에서 OD314의 역할

Abstract

상아모세포는 상아질을 형성하고 유지하는 세포이다. 상아모세포-특이 유전자로 널리 알려진 DSPP는 상아질의 석회화 과정에는 중요한 역할을 하나, 상아모세포의 분화를 조절하거나 유도하는 인자로는 볼 수 없다. 현재까지 DSPP 이외의 상아모세포-특이 인자를 동정하고 이를 통하여 상아모세포의 분화와 상아질 석회화 과정을 분자생물학적으로 연구한 결과들은 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 최근에 새롭게 알려진 OD314 유전자의 발현을 분석하고, OD314 유전자의 과발현과 발현 억제가 상아모세포의 분화에 미치는 영향을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. OD314 mRNA는 상아모세포 이외에 자궁과 태반에서 강하게 발현되었으며 고환에서도 약한 발현이 관찰 되었다. 2. MDPC-23 세포의 분화과정에서 OD314 mRNA는 배양 시작부터 발현되기 시작하여 배양 21일까지 그 발현이 증가하였고, 배양 28일에도 강한 발현이 유지되었다. 3. 면역세포형광 염색에서 OD314 단백질은 세포의 핵에서는 약하게 발현되었으나, 세포질에서 강하게 발현되었으며 특히 핵에 인접한 세포질에서 더욱 강한 발현을 보였다. 4. 상아모세포의 석회화 관련 유전자인 DSPP는 OD314의 발현을 억제하였을 때 발현이 현저히 증대 되었으며, ON은 OD314를 과발현 시켰을 때 발현이 감소하였다. 5. 치아 발생 과정에서 OD314 발현을 면역조직형광 염색으로 관찰 한 결과 OD314는 상아모세포 뿐만 아니라 법랑모세포에서도 발현이 관찰되었다. 본 연구 결과는 OD314가 상아모세포의 분화와 상아질의 형성 그리고 석회화 과정에 중요한 역할을 하는 새로운 인자임을 시사한다. 그러나, OD314가 상아모세포 이외에 법랑모세포에서도 발현되기 때문에, OD314의 기능을 명확히 규명하기 위해서는 치아 형성의 전반적인 과정에서 OD314의 기능을 분석하는 광범위한 보완 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.|Odontoblasts are responsible for the formation and maintenance of dentin which is a mineralized part in dentin-pulp complex of tooth. They are also known to synthesize unique gene products including dentin sialophosphoprotein (DSPP). It remains unclear weather dentin has another unique matrix components that are not present in bone. OD314 was obtained by subtractive hybridization between odontoblasts and osteoblast/dental papilla cells, and differentially expressed in the odontoblasts but not in osteoblasts and dental papilla cells. However, little is known about the function of OD314 in odontoblast differentiation. In this study, to better understand the biological function of new odontoblast-enriched gene, OD314, we examined expression of OD314 in various tissues and cultured MDPC-23 cells, and intracellular localization of OD314 protein. In addition, after transfection of CMV-OD314 and U6-OD314 RNAi plasmid into mouse MDPC-23 cells we also evaluate the effect of OD314 over-expression and inactivation on the cells by northern analysis. The results were as follows: 1. OD314 mRNA was also expressed in the placenta, uterus, and testis except odontoblast. The level of OD314 mRNA expression was highest in the placenta and uterus, and lowest in the testis. 2. When MDPC-23 cells are cultured in the differentiation and mineralization medium for 28 days, OD314 mRNA expression was gradually increased from the beginning to day 21 and remained relatively high on day 28. 3. Immunofluorescent staining of cultured MDPC-23 revealed localization of OD314 on the cytoplasm, especially near the nuclear membrane. However, a small amount of fluorescence was also observed in the nucleus. 4. Inactivation of OD314 by RNA interference up-regulated the expression of DSPP, whereas over-expression of OD314 by CMV-OD314 plasmid down-regulated the expression of ON. 6. OD314 protein was expressed not only in the odontoblast but also in the ameloblast during tooth formation in vivo. These results suggest that OD314, a odontoblat-enriched gene, may play important roles in the odontoblast differentiation and dentin mineralization, even though OD314 is also expressed in the ameloblast.