慶應義塾大学医学部解剖学教室の久保田義顕教授は、同生理学教室、同医化学教室、同内科学教室(循環器)、自治医科大学、長崎大学、滋賀医科大学、米国コネチカット大学との共同研究で、歯の血管の立体構造に関して新たなイメージング技術を開発し、歯が硬くなる過程において、血管が深くかかわっていることを明らかにしました。
歯は人体で最も硬い構造物で、特に食事においてその硬さが不可欠です。その硬い歯の中央部には歯髄というやわらかい組織があり、歯髄内の血管は、歯の健康維持に重要ですが、歯が硬くなる過程でもなんらかの役割があることが示唆されてきました。しかし、他のやわらかい組織とは違い、組織を細かく観察するために歯の「切片を切る」という作業が、その硬さゆえにほぼ不可能であったため、血管がどのように歯に入っていくか、そして血管がどのように歯の硬さに貢献しているかは不明でした。
本研究ではまず、歯の血管を可視化すべく従来の実験手法にさまざまな改良を加え、マウスの歯の切片をきれいに切ることに成功しました。そして、歯の血管の立体構造を単一細胞レベルで可視化する技術を確立することに成功しました。
この技術を用いて血管の走行を詳細に観察したところ、歯の硬化を担う象牙芽細胞の周辺にまとわりつき、象牙芽細胞の成熟を促すとともに、リンなどの硬化に必要な成分を供給しているユニークな血管細胞集団を見つけました。さらにその特定の血管細胞だけを除去するような遺伝子改変マウスを作成したところ、歯が硬くならないことを見出しました。
本研究は、世界で初めて、歯の高精度なイメージング技術を確立するとともに、その技術を用いて歯が硬くなるメカニズムを解明しました。将来的には、虫歯や歯周病などにより失われた歯の再生、特に硬い歯をつくるための技術への応用が期待されます。
本研究成果は2022年3月23日(米国東部時間)の『Journal of Experimental Medicine』オンライン版に掲載されました。