Immunohistochemical study of amelogenin binding proteins in an amelogenin point mutation mouse / Estudio inmunohistoquímico de proteínas de unión de la amelogenina en un ratón con mutación puntual de amelogenina

ABSTRACT

Amelogenin is one of the enamel matrices secreted by ameloblasts. A mutation of the amelogenin gene can cause hereditary dental enamel defects known as amelogenesis imperfecta (AI). Since lysosome-associated membrane protein-1 (LAMP-1), -3 (LAMP-3), and 78kDa glucose-related protein (Grp78) were identified as binding proteins of amelogenin, several studies have suggested the involvement of these binding proteins with the cell kinetics of ameloblasts in normal or abnormal conditions. The purpose of this study is to investigate the distribution of these amelogenin binding proteins in the ameloblast cell differentiation of mice with a point mutation of the amelogenin gene (Amelx*). The incisors of Amelx* mice had a white opaque color and the tooth surface was observed to be rough under a scanning electron microscope. Among the sequential ameloblast cell differentiation in the Amelx* mice, the shape of ameloblasts at the transition stage was irregular in comparison to those in wild-type (WT) mice. Immunostaining of Grp78 revealed that the whole cytoplasm of the transition stage ameloblasts was immunopositive for Grp78 antibody, while only the distal part of cell was positive in the WT mice. Furthermore, in the Amelx* mice, the cytoplasm of the transition stage ameloblasts was immunopositive for LAMP-1 and LAMP-3. These results suggest that Amelx* may cause the abnormal distribution of amelogenin binding proteins in the cytoplasm of ameloblasts.

RESUMEN

La amelogenina es una de las matrices de esmalte secretadas por los ameloblastos. Una mutación del gen de amelogenina puede causar defectos hereditarios del esmalte dental conocidos como amelogénesis imperfecta (AI). Dado que la proteína de membrana asociada a lisosoma-1 (LAMP-1), -3 (LAMP-3) y la proteína relacionada con la glucosa de 78 kDa (Grp78) se identificaron como proteína de unión a amelogenina, varios estudios han sugerido la participación de estas proteínas con la cinética celular de los ameloblastos en condiciones normales o anormales. El objetivo del estudio fue investigar la distribución de LAMP-1, LAM-3 y Grp78 durante la diferenciación celular de ameloblastos de ratones con una mutación puntual del gen de amelogenina (Amelx*). Los incisivos de los ratones Amelx* presentaron un color blanco opaco y se observó en microscopio electrónico de barrido que la superficie del diente era áspera. La diferenciación celular secuencial y la forma de los ameloblastos en la etapa de transición en los ratones Amelx* fue irregular en comparación con los ratones silvestres (RS). La inmunotinción de Grp78 reveló que todo el citoplasma de los ameloblastos en etapa de transición fue inmunopositivo para el anticuerpo Grp78, mientras que solo la parte distal de la célula fue positiva en los ratones RS. Además, en ratones Amelx*, el citoplasma de los ameloblastos en etapa de transición fue inmunopositivo para LAMP-1 y LAMP-3. Estos resultados sugieren que Amelx* puede causar distribución anormal de proteínas de unión a amelogenina en el citoplasma de los ameloblastos.