エナメルマトリックスタンパク質は、創傷マトリックスタンパク質と結合し、その細胞接着性を制御する

Enamel matrix proteins bind to wound matrix proteins and regulate their cell-adhesive properties.

抄録

エナメル質マトリックスタンパク質（EMP）は歯周再生を誘導し、真皮の創傷治癒を促進するが、これらのプロセスの細胞機構は不明である。我々は、EMPと創傷マトリックスタンパク質であるフィブロネクチン、ラミニン-1、コラーゲンI型、コラーゲンIV型との結合を調べ、上皮細胞および歯根膜線維芽細胞（PDLF）とEMPおよびEMP＋フィブロネクチンまたはEMP＋コラーゲンの複合マトリックスの相互作用を分析した。PDLFのEMPへの接着は、濃度およびインテグリン依存的であり、de novoタンパク質合成を必要としなかった。EMPはPDLFの移動をサポートした。一方、ケラチノサイトはタンパク質合成を阻害されると、EMPに接着しなかった。EMPはフィブロネクチンの濃度依存的な結合を示し、EMPの100 microg ml(-1)（沈殿点前）でピークに達した。I型コラーゲンのEMPへの結合は、低濃度（1 microg ml(-1)）かつ狭い濃度範囲にピークがあった。ラミニン-1およびIV型コラーゲンは、いずれもEMPに結合しなかった。EMPに結合したコラーゲンおよびフィブロネクチンは、上皮細胞およびPDLFとの結合が、これらのタンパク質単独の同濃度と比較して有意に減少した（＞50％）。また、EMPの濃度を上げると、上皮細胞ではなくPDLFの接着は回復した。これらの結果は、EMPが創傷細胞外マトリックスタンパク質に結合し、その接着特性を制御することを示している。このような相互作用は、上皮細胞よりも線維芽細胞の接着を促進し、結合組織の再生を促進する可能性がある。

Enamel matrix proteins (EMP) induce periodontal regeneration and accelerate dermal wound healing, but the cellular mechanisms of these processes are unclear. We investigated the binding of EMP to the wound matrix proteins fibronectin, laminin-1, collagen type I, and collagen type IV and analyzed the interaction of epithelial cells and periodontal ligament fibroblasts (PDLF) with EMP and composite matrices of EMP + fibronectin or EMP + collagen. The adhesion of PDLF to EMP was concentration- and integrin-dependent and did not require de novo protein synthesis. EMP supported PDLF migration. In contrast, keratinocytes did not adhere to EMP if their protein synthesis was blocked. EMP showed concentration-dependent binding of fibronectin, peaking at 100 microg ml(-1) (before the precipitation point) of EMP. Type I collagen binding to EMP peaked at a low (1 microg ml(-1)) and narrow concentration range. Neither laminin-1 nor type IV collagen bound to EMP. Collagen and fibronectin, bound to EMP, showed significantly reduced (> 50%) binding of both epithelial cells and PDLF compared with the equivalent concentration of these proteins alone. PDLF, but not epithelial cell, adhesion was rescued by increasing the EMP concentration. These findings show that EMP binds to wound extracellular matrix proteins and regulates their adhesive properties. Such interactions may favor fibroblast adhesion over epithelial cells, potentially promoting connective tissue regeneration.