Analysis of Osteogenic property in dental follicle cells during mouse molar development

Abstract

[한글]

마우스에서 치아 간엽세포는 발생중인 포유류의 치아 싹에서 치유두와 치아주머니 세포로 구성되어 있다. 치아주머니세포는 섬유모세포, 시멘트모세포, 뼈모세포로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 치아주머니의 세포의 세포분화와 주위 상호작용에 대하여는 정확하게 알려져 있지 않다.

면역화학적방법을 시행한 결과, 경조직의 표지자로 알려진 BSP 와 OPN이 14일된 흰쥐 배아의 치아주머니 세포에서 나타나지 않았고, 생후 8일된 흰쥐의 치조골로 예상되는 부분에서 관찰되었다. 14일된 흰쥐 배아의 치아주머니 세포에서 경조직 형성되지 않았음에도 불구하고 이 세포들이 골 형성의 잠재력을 가지는 것을 다음과 같은 방법으로 확인할 수 있었다. 이러한 치아주머니 세포의 골 형성 잠재능력을 확인하기 위해 14일된 마우스 배아 아래턱의 치아주머니 세포들을 단일세포로 만들어 체외배양을 하였다. 뼈 형성과 치아 발생에 필수적인 유전자 Runx2와 초기 시기 뼈 형성에 나타나는 BSP이 모여 있는 치아주머니 세포들에서 반응이 나타나는 것으로 보아 뼈모세포로 어느정도 분화되기 시작했고, 뼈를 형성하는 잠재능력을 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 치아주머니세포에 주위 상호인자로써 발생중인 머리덮개 뼈와 BMP4 첨가하여 Runx2 와 Bsp 로 확인하여 본 결과 모여진 세포들에서 반응이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 주변 환경의 상호작용과 함께 치아주머니 세포들은 뼈모세포로 분화할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 나타내는 것이다.

[영문]In mice, dental mesenchymal cells comprise the dental papilla and dental follicle in the developing mammalian tooth bud. It is thought that dental follicle cells have the ability to differentiate into fibroblasts, cementoblasts, and osteoblasts. However, cellular differentiation and the effects of environmental factors are not known exactly.

In this study, the expression of BSP and OPN, using immunohistochemical markers for hard tissue, was not detected at E14 dental follicle, and positive BSP and OPN reactions were observed in the alveolar bone area at PN8. Despite the lack of hard tissue formation in the E14 dental follicles, dental follicle cells showed the potential to form hard tissue in the following experiment. In order to characterize this potential of dental follicle cells in vitro, E14 dental follicle cells were separated into single cells, then cultured. We assessed the expression of both Runx2 and Bsp in the aggregated cells, and determined to the ability of the cells to differentiate into osteoblasts and their potential to form bone. Furthermore, after the addition of bone inducers into the cultured dental follicle cells, including developing calvaria and BMP4, Runx2 and Bsp expressed in the aggregated cells showed the effects of environmental factors on differentiation into osteoblasts. These results suggest that dental follicle cells have the ability to differentiate into osteoblasts as the result of interaction with environmental factors.