Eine mutation des ORAI1-Gens untersucht in einem menschlichen Patienten und Mäusen führt zu einem Verlust von Kalzium im Zahnschmelz Zellen und resultiert in Defekten Zahnschmelz-Mineralisierung, findet eine Studie führte durch Forscher an der NYU College of Dentistry.
Die Studie, veröffentlicht April 23, die in Science Signaling, identifiziert ORAI1 als dominante Proteine für calcium-Einstrom und zeigt die Mechanismen, durch die calcium-Einstrom beeinflusst Emaille-Zell-Funktion und die Bildung von Zahnschmelz.
Calcium ist entscheidend für viele zelluläre Funktionen, einschließlich der Mineralisierung der Zähne und Knochen. Kalzium tritt Zellen über ORAI-Proteine, die form der Poren in einer Zelle, die Plasmamembran zu ermöglichen calcium-Einstrom, wenn aktiviert.
„Unsere vorhergehende Forschung hat gezeigt, dass Mängel in der modulation des calcium-einstroms oder calcium-transport-Ergebnis in dental enamel malformation“, sagte Rodrigo Lacruz, Ph. D., associate professor of basic science and craniofacial Biologie an der NYU College of Dentistry und der Studie leitende Autor. „Trotz dieses Wissens, der Biologie Emaille-Zellen, wie Sie sich auf die Rolle der Kalzium Signalisierung bleibt schlecht verstanden.“
Studien zeigen, dass einige Gene, einschließlich ORAI (das codieren von ORAI-Proteine), sind beteiligt bei der Bildung von Zahnschmelz. Emaille—die harte, äußere Schicht der Zähne—den ersten bildet eine weiche, gel-artige matrix. ORAI Proteinen dann helfen, den Zahnschmelz bildenden Zellen zu mineralisieren.
Mutationen im menschlichen ORAI1-Gens führen des Immunsystems und des Immunsystems Krankheiten, sondern Menschen mit ORAI1-Mutationen haben auch Mängel in Ihren Zahnschmelz. In dieser Studie, die Forscher untersucht den Fall eines Patienten mit einer komplexen medizinischen Geschichte, einschließlich kombinierte Immundefizienz und eine mutation des ORAI1-Gens. Während seiner kindheit hatte der patient Mängel auf seinen Zahnschmelz, was zu schweren Hohlräume und damit verbundene Dentale ABSZESSE. Auf der Grundlage seiner klinischen Präsentation, folgerten die Forscher, dass die ORAI1-mutation wahrscheinlich machten den Defekten Zahnschmelz-Mineralisierung.
Angesichts der fehlenden zahnärztlichen Proben von Patienten mit ORAI1-Mutationen, Lacruz und seine Kollegen entwickelten Maus-Modelle zur Untersuchung der Rolle von ORAI-Proteine im Zahnschmelz-Bildung, sowohl durch die Beobachtung Zahnschmelz und untersuchen deren Einfluss auf die Umwelt innerhalb Emaille-Zellen.
Die Forscher untersuchten die ORAI-Familie-Proteine (ORAI1, ORAI2, und ORAI3) und genetische Mutationen in den entsprechenden Genen zu untersuchen, den Mechanismus der Kalzium moduliert wird, die von jedem dieser Proteine. Wenn Mäuse hatten eine mutation in der ORAI1-Gens und wurden daher mangelhaft ORAI1-protein, calcium-Eintrag in die Emaille-Zellen war signifikant reduziert (um etwa 50 Prozent), und der Zahnschmelz war abnormal, einschließlich Risse in der äußeren Schmelzschicht. Dagegen Mäuse mit ORAI2 Mutationen und ORAI2-Mangel zeigte sich eine Zunahme von calcium um rund 30 Prozent in den Schmelz-Zellen, die nicht in einem offensichtlichen Emaille Mängel. Dies deutet darauf hin, dass ORAI1 ist der dominierende Kanal für die Modulation der Zustrom von Kalzium in den Zahnschmelz Zellen.
Um besser zu verstehen, wie calcium-Einstrom—und Umgekehrt, Mangel an Kalzium—änderungen, die das funktionieren der Email-Zellen, die Forscher untersuchten die Aktivität von Zellen fehlt ORAI1. Sie fanden heraus, dass Kalzium-dysregulation in ORAI1-defiziente Zellen einen Einfluss auf deren Funktion auf mehreren Ebenen, einschließlich der erhöhten mitochondrialen Atmung und spätere änderungen in der redox-balance. Eine Erhebung in reaktive Sauerstoff-Spezies, die können schädlich sein für die Zellen und zum Schutz von Proteinen, die in einer intrazellulären Umgebung mehr oxidierend, ein Mechanismus namens S-glutathionylation gefördert wird.
Die Befunde liefern einen grundlegenden Verständnis von dem, was passiert in der Email-Zellen, die helfen könnten, erstellen Sie einen Pfad für die Forscher Interessierte bei der Regeneration von Zahnschmelz oder die Entwicklung von Therapien zur Behandlung von Patienten mit Emaille Mängel.