Aberrant Odontoblast Differentiation in Nfic-deficient Mice

Abstract

최근의 연구에 의하면 Nfic가 결손 되면 구치의 발생이 잘 이루어지지 않고 심각한 절치의 변형이 나타나는 것으로 알려지고 있다. Nfic의 결손은 상아모세포의 분화 이상을 일으켜서 결과적으로 비정상적인 상아질 형성을 유도하나, 법랑모세포를 포함하는 신체의 다른 세포들의 이상은 유발하지 않는다. 이 연구는 Nfic-결손 생쥐에서 비정상적인 치근이 형성되는 기전을 알아보고자 하였다. 생후 10일과 18일의 정상과 Nfic-결손 생쥐들에서 상?하악골을 적출한 후 2.5% glutaraldehyde에 고정 한 후 통법에 따라 파라핀에 포매하여 광학현미경 표본을 제작하였고, 1% OsO4에 고정한 후 epon에 포매하여 전자현미경 표본을 제작하였다. 정상과 Nfic-결손 생쥐들의 상아모세포의 형태학적 특징을 광학현미경과 전자현미경으로 관찰 하였고, 세포사이의 치밀결합의 주요 성분인 ZO-1과 Occludin 항체를 이용하여 정상과 Nfic-결손 생쥐들의 상아모세포의 세포간 결합장치의 변화를 관찰 하였다. 또한, TUNEL POD 염색을 통하여 정상과 Nfic-결손 생쥐들의 상아모세포의 사멸을 관찰 하였다. Nfic-결손 생쥐에서 나타나는 형태학적으로 가장 특징적인 상아모세포의 분화 이상 현상은 변이된 상아모세포들의 세포사이 결합장치가 결핍되어, 결과적으로 세포들이 서로 분리되고 극성을 상실하게 되고 조직화된 구조를 이루지 못하게 된다는 것이다. 이러한 변이된 상아모세포들은 상아질과 유사한 석회화 조직에 함입되어 골모세포나 골세포와 유사한 특징을 나타내게 된다. 또한, Nfic-결손 생쥐의 치수에서는 사멸된 세포들이 다수 관찰되었다. 이 결과는 NFI-C가 세포특이적으로 상아모세포의 분화와 생존에 중요한 역할을 함을 시사한다.|It was reported that Nfic-deficient mice exhibit agenesis of molar roots and severe incisor defects. In this study, histological and immunohistochemical studies were carried out to investigate the mechanism(s) responsible for abnormal root formation in Nfic-deficient mice. Nfic-deficient mice showed aberrant odontoblast differentiation and consequently abnormal dentin formation, while other tissues/organs in the body including ameloblasts of the enamel organ appeared to be unaffected and normal. One of the most striking changes observed in these aberrant odontoblasts was the absence of intercellular junctions between them, resulting in dissociation of the cells and loss of their cellular polarity and organization. Surprisingly, these cells became trapped in dentin-like mineralized tissue and thus their overall morphology resembled osteoblasts and osteocytes. There was also an increased apoptotic activity in Nfic-deficient mice. These findings strongly suggested that NFI-C plays a key role in odontoblast differentiation and survival in a cell type-specific manner.