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Molecular characterisation of odontoblast during primary, secondary and tertiary dentinogenesis. Caractérisation moléculaire de l’odontoblaste au cours des dentinogénèses primaire, secondaire et tertiaire.

Simon, Stéphane (2010)
Ph.D. thesis, University of Birmingham.

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Abstract

This research aimed to investigate the molecular regulation of odontoblast behaviour during primary, secondary and tertiary (reactionary and reparative) dentinogenesis. Using gene microarray analysis and sq-RT-PCR, evidence is presented that the changes in secretory activity of odontoblasts reflect differential transcriptional control and that common regulatory processes may exist between dentine and bone. The p38 gene was shown to be highly expressed in odontoblasts during active primary dentinogenesis, but was drastically down-regulated as cells become quiescent in secondary dentinogenesis. Based on the hypothesis that parallels between development and healing processes in teeth exist, the results suggested that the p38- MAPKinase pathway may be activated during odontoblast stimulation in tertiary dentinogenesis by both p38 phosphorylation and enhanced nuclear translocation, supporting a recapitulation of events from primary dentinogenesis during tertiary dentinogenesis. The feasibility of use of the mouse as an in vivo model for studying pulpal healing in response to restorative procedures was also assessed. This approach provides a novel opportunity to exploit use of genetically modified animals to explore cellular and molecular processes during reparative events. Lastly, a transgenic mouse model was used to analyse the possible role of Msx2 transcription factor in odontoblast differentiation. The nature of the tooth phenotype in Msx2 null mutant animals was subsequently analysed. This study has increased our understanding of the regulation of dentinogenic events, which may allow translation into new therapies aimed at maintenance of the vitality of the pulp. L’objectif de ce travail a été d’explorer les régulations moléculaires au sein de l’odontoblaste au cours des dentinogénèses primaire, secondaire et tertiaire. Les résultats obtenus à partir de micro-puces et de PCR semi quantitative ont permis de mettre en évidence un contrôle différentiel transcriptionnel de l’activité sécrétrice de l’odontoblaste. Des processus de régulation commun entre la dentine et l’os sont également discutés. La forte expression du gène p38 au cours de la dentinogénèse primaire, est drastiquement diminuée dans l’odontoblaste mature. Les résultats suggèrent également que la voie de signalisation p38-MAPKinase pourrait être activée pendant la dentinogénèse tertiaire, par la phosphorylation de la protéine p38 et sa translocation nucléaire, confirmant ainsi la récapitulation d’un processus du développement initiale de la dent dans celui de la cicatrisation pulpaire. L’utilisation de la souris comme nouveau modèle de laboratoire pour étudier la cicatrisation pulpaire est également décrite. Ce nouveau modèle constitue une opportunité réelle car il permet d’utiliser les animaux génétiquement modifiés pour explorer les processus cellulaires et moléculaires impliqués dans la réparation pulpaire. Enfin, un modèle de souris transgénique a été utilisé afin d’analyser l’éventuel rôle du facteur de transcription Msx2 dans le processus de différentiation odontoblastique. Le phénotype dentaire du mutant nul Msx2 -/- est analysé en détail. Ce travail permet de compléter les connaissances sur la régulation moléculaire de la dentinogénèse, étape importante pour le développement de nouvelles thérapeutiques en terme de conservation de la vitalité pulpaire.

Type of Work:Ph.D. thesis.
Supervisor(s):Berdal, Ariane and Cooper, Paul and Smith, A J
School/Faculty:Colleges (2008 onwards) > College of Medical & Dental Sciences
Department:School of Dentistry
Subjects:RK Dentistry
QH426 Genetics
Institution:University of Birmingham
ID Code:870
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