歯のエナメル質とそのダイナミックなタンパク質マトリックス

Tooth Enamel and its Dynamic Protein Matrix.

• Ana Gil-Bona
• Felicitas B Bidlack

抄録

歯のエナメル質は、歯冠の外側を覆うもので、哺乳類の体内で最も硬い材料でありながら、骨折しにくい材料です。健康な成人の歯に95wt%のリン酸カルシウムが非常に多く含まれているのは、豊富さと組成が変化するプロテイン質マトリックスのミネラル化によって達成されています。エナメル質特異的なタンパク質とプロテアーゼは、エナメル質の適切な形成に不可欠であることが知られている。最近のプロテオミクス解析により、エナメル質形成に関与する他の多くのタンパク質が明らかになってきました。健康な歯のエナメル質の正確なタンパク質組成はまだわかっていませんが、健康な歯のエナメル質では、有機物の量や組成に違いがあることが明らかになっています。なぜこれらの違いが、歯が噴火する前のミネラル化プロセスと噴火した歯の特性の両方に影響を与えるのかは、プロテオミクスプロトコルが種間の変動、歯のサイズ、サンプルサイズと形成歯のエフェメラル有機物含有量に合わせて調整されると明らかになるでしょう。このレビューでは、法医学的応用や動物における疾患モデルの進歩を含む、健康な歯エナメル質と疾患のある歯エナメル質の現在の知識と公表されているプロテオミクスデータを要約しています。現状の要約と考察は、最近のプロテオミクスの知見が、歯のエナメル質形成時の細胞外マトリックス組成の複雑さと時間的変化の理解をどのように進めているかを強調しています。

Tooth enamel is the outer covering of tooth crowns, the hardest material in the mammalian body, yet fracture resistant. The extremely high content of 95 wt% calcium phosphate in healthy adult teeth is achieved through mineralization of a proteinaceous matrix that changes in abundance and composition. Enamel-specific proteins and proteases are known to be critical for proper enamel formation. Recent proteomics analyses revealed many other proteins with their roles in enamel formation yet to be unraveled. Although the exact protein composition of healthy tooth enamel is still unknown, it is apparent that compromised enamel deviates in amount and composition of its organic material. Why these differences affect both the mineralization process before tooth eruption and the properties of erupted teeth will become apparent as proteomics protocols are adjusted to the variability between species, tooth size, sample size and ephemeral organic content of forming teeth. This review summarizes the current knowledge and published proteomics data of healthy and diseased tooth enamel, including advancements in forensic applications and disease models in animals. A summary and discussion of the status quo highlights how recent proteomics findings advance our understating of the complexity and temporal changes of extracellular matrix composition during tooth enamel formation.