Browsing by Subject "hampaan kehitys"

Hampaat kehittyvät epiteelin ja mesenkyymin vuoropuheluna, vetovastuun ollessa ensin epiteelillä ja sitten mesenkyymillä. Ajatellaan, että ensin muodostuu ylä- ja alaleukaa reunustava epiteelijuoste eli hammasjuoste. Hammasjuoste paksuuntuu paikallisesti tulevilla etu- ja poskihampaan alueilla hammasplakodeiksi. Plakodit kasvavat muodostaen mesenkyymiin tunkeutuvat hammassilmut. Mesenkyymi tiivistyy silmun ympärille ja muodostaa vuorovaikutuksessa epiteelin kanssa kaikki hampaan kudokset epiteeliperäistä kiillettä lukuun ottamatta. Hampaan muodostumiseen vaikuttavat solubiologiset mekanismit ovat verraten huonosti tunnetut, etenkin hammasjuosteen ja plakodien osalta. Epiteelin ja mesenkyymin vastavuoroisesta signaloinnista taas on kertynyt runsaasti tutkimustietoa. Hyvin tunnettuja ovat esimerkiksi epiteelin primäärinen kiillekyhmy - ei-jakautuvista soluista koostuva signaalikeskus, joka ohjaa epiteelin kasvua silmuvaiheesta lakkivaiheeseen - sekä sekundääriset kiillekyhmyt, jotka määräävät hampaan nystermien paikat. Lisäksi jo 1990-luvun lopulla on saatu viitteitä varhaisemman, plakodivaiheen signaalikeskuksen olemassaolosta, mutta keskus on edelleen huonosti tunnettu eikä käsite ole vakiintunut kirjallisuudessa. Tämä Pro gradu-työ antaa lisätukea edellä mainitun varhaisen signaalikeskuksen olemassaololle. Työssä pyritään myös saamaan lisää tietoa varhaisimpien hampaan kehitysvaiheiden syntytavasta. Työssä hyödynnetään FUCCI-solusykli-indikaattorihiirtä ei-jakautuvien ja jakautuvien solujen erottamiseksi ja K17-GFP-siirtogeenisiä hiiriä hammasepiteelin erottamiseksi. Työssä tutkitaan hammasalueiden kehittymistä kuvantamalla alkiosta irrotettujen siirtogeenisten leukojen kehitystä hetki hetkeltä (ex vivo-aikapistekuvantaminen). Lisäksi tutkitaan hampaiden kehitystä kestävöityjen alaleukojen eri ikävaiheiden sarjoista sekä yhdistetään FUCCI-mallin antama tieto solujen jakautumisesta ja jakautumattomuudesta tunnettujen hammasalueen geenien ilmentymiseen whole mount in situ-hybridisaatiolla. Työssä etsitään myös parasta vasta-ainetta hammasepiteelin erottamiseen näytteistä, joilla fluoresoivaa hammasepiteelimarkkeria ei ole. Tässä työssä osoitetaan, että varhainen epiteelin signaalikeskus alkaa muodostua jo hammasjuostevaiheessa. Tällöin hammasalueelle ilmestyy yhtenäinen ei-jakautuvien solujen populaatio, joka myöhemmin rajoittuu kunkin plakodin alueelle. Nämä ei-jakautuvat solut ovat hammasepiteelin osajoukko ja ne ekspressoivat tunnettujen signaalireittien jäseniä Shh ja Dkk4, joiden ilmentyminen on liitetty varhaiseen signaalikeskukseen. Ei-jakautuvan solujoukon muoto muuttuu edelleen hampaanalun saavuttaessa silmuvaiheen. Vaikuttaa siltä, että varhaisen signaalikeskuksen solut päätyvät lopulta kiille-elimen varteen, joka aikanaan häviää. Ei-jakautuvien solujen alueen muodonmuutoksen mekanismi ei tässä työssä selvinnyt, vaikka sitä yritettiin ex vivo-kuvantamisella selvittää. Muussa leuassa solunjakautuminen on runsasta kaikissa tutkituissa kehitysvaiheissa ja ex vivo-kuvantaminen paljasti, että silmuvaiheessa ei-jakautuvien solujen populaation vieressä havaitaan erityisen voimakas solunjakautumisen aalto. On mahdollista että ei-jakautuvien solujen muodostama varhainen epiteelin signaalikeskus ohjaa tätä solunjakautumista ja siten silmun kasvua mesenkyymin sisään. Jatkossa tulee tarkemmin selvittää varhaisen signaalikeskuksen roolia hampaan kehityksessä. Kun tarkastellaan aiempia tutkimuksia tässä Pro gradu-työssä paljastuneiden seikkojen valossa, on syytä epäillä, että silmun kasvun lisäksi valmiiden hampaiden lukumäärä, sijainti ja koko ovat ainakin osittain riippuvaisia tämän varhaisen signaalikeskuksen säätelystä.

Lack of Ectodysplasin (EDA), caused by a mutated Eda gene, leads to a syndrome called hypohidrotic ectodermal dysplasia (XLHED) with defects in ectodermal organs such as teeth, hair and sweat glands. The molar teeth of Eda knock out (Eda KO) mice are absolutely and relatively smaller and have fewer cusps than the wild type (WT) molar teeth. In the absence of the EDA protein, the receptor of the EDA signalling pathway (EDAR) remains functional, and therefore EDA-protein therapy can rescue the development of ectodermal organs. The aim of this study was to determine EDA sensitivity windows and to describe the Edar expression pattern in developing mouse lower molars. Eda KO mouse skulls treated with EDA for 24 hours at different stages of development were imaged using x-ray microtomography. The response was studied by analysing the cusp patterns and size proportions of lower molars. In situ hybridisation was used to detect the Edar expression in the developing Eda KO and WT molars at different stages. The results show that molars are sensitive to EDA at the early stages of crown patterning, at the time when Edar is expressed in the primary enamel knot and the secondary enamel knots. The Edar expression pattern suggests that EDA signalling regulates molar size and cusp development through these signalling centres. EDA-treatment during a sensitivity window enhances the growth of the EDA sensitive molar, thereby breaking the previously reported inhibitory cascade –rule. The results of this study provide information for optimising the EDA therapy for XLHED patients.