Claudin-16 Deficiency Impairs Tight Junction Function in Ameloblasts, Leading to Abnormal Enamel Formation
Claire Bardet
(1)
,
Frédéric Courson
(2, 3)
,
Yong Wu
(1)
,
Mayssam Khaddam
(1)
,
Benjamin Salmon
(1, 2, 3)
,
Sandy Ribes
(1)
,
Julia Thumfart
,
Paulo M Yamaguti
,
Gael y Rochefort
(1)
,
Marie-Lucile Figueres
(4)
,
Tilman Breiderhoff
,
Alejandro Garcia-Castaño
,
Benoit Vallée
(5)
,
Dominique Le Denmat
(1)
,
Brigitte Baroukh
(1)
,
Thomas Guilbert
(6)
,
Alain Schmitt
(6)
,
Jean-Marc Massé
(6)
,
Dominique Bazin
(7, 8)
,
Georg Lorenz
,
Maria Morawietz
,
Jianghui Hou
,
Patricia Carvalho-Lobato
,
Maria Cristina Manzanares
,
Jean-Christophe Fricain
(9)
,
Deborah Talmud
(10)
,
Renato Demontis
(11)
,
Francisco Neves
,
Delphine Zenaty
(12)
,
Ariane Berdal
(4)
,
Andreas Kiesow
,
Matthias Petzold
,
Suzanne Menashi
(5)
,
Agnes Linglart
,
Ana Carolina Acevedo
,
Rosa Vargas-Poussou
,
Dominik Müller
(4)
,
Pascal Houillier
(4)
,
Catherine Chaussain
(1, 2, 3)
1
EA 2496 -
Pathologies, Imagerie et Biothérapies oro-faciales
2 Service d'Odontologie [Bretonneau]
3 Centre National de Référence des Maladies Rares du Métabolisme du Calcium et du Phosphore
4 CRC - Centre de Recherche des Cordeliers
5 Laboratory CRRET
6 IC UM3 (UMR 8104 / U1016) - Institut Cochin
7 LPS - Laboratoire de Physique des Solides
8 SMiLES - Spectroscopie, Modélisation, Interfaces pour L'Environnement et la Santé
9 BIOTIS - Bioingénierie tissulaire
10 Département de pédiatrie
11 Group Hospitalier public Sud Oise GHPSO (Creil)
12 Service de pédiatrie générale
2 Service d'Odontologie [Bretonneau]
3 Centre National de Référence des Maladies Rares du Métabolisme du Calcium et du Phosphore
4 CRC - Centre de Recherche des Cordeliers
5 Laboratory CRRET
6 IC UM3 (UMR 8104 / U1016) - Institut Cochin
7 LPS - Laboratoire de Physique des Solides
8 SMiLES - Spectroscopie, Modélisation, Interfaces pour L'Environnement et la Santé
9 BIOTIS - Bioingénierie tissulaire
10 Département de pédiatrie
11 Group Hospitalier public Sud Oise GHPSO (Creil)
12 Service de pédiatrie générale
Julia Thumfart
- Function : Author
Paulo M Yamaguti
- Function : Author
Gael y Rochefort
- Function : Author
- PersonId : 178941
- IdHAL : gael-rochefort
- ORCID : 0000-0001-6428-3570
- IdRef : 177429909
Tilman Breiderhoff
- Function : Author
Alejandro Garcia-Castaño
- Function : Author
Dominique Bazin
- Function : Author
- PersonId : 748934
- IdHAL : dominique-bazin
- ORCID : 0000-0002-5112-9061
- IdRef : 167327941
Georg Lorenz
- Function : Author
Maria Morawietz
- Function : Author
Jianghui Hou
- Function : Author
Patricia Carvalho-Lobato
- Function : Author
Maria Cristina Manzanares
- Function : Author
Francisco Neves
- Function : Author
Andreas Kiesow
- Function : Author
Matthias Petzold
- Function : Author
Agnes Linglart
- Function : Author
Ana Carolina Acevedo
- Function : Author
Rosa Vargas-Poussou
- Function : Author
- PersonId : 770725
- ORCID : 0000-0002-4169-0680
- IdRef : 11119752X
Pascal Houillier
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- Function : Correspondent author
- PersonId : 978229
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Catherine Chaussain
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- PersonId : 767470
- IdHAL : c-chaussain
- ORCID : 0000-0002-3463-3936
- IdRef : 074542982
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Abstract
Claudin-16 protein (CLDN16) is a component of tight junctions (TJ) with a restrictive distribution so far demonstrated mainly in the kidney. Here, we demonstrate the expression of CLDN16 also in the tooth germ and show that claudin-16 gene (CLDN16) mutations result in amelogenesis imperfecta (AI) in the 5 studied patients with familial hypomagnesemia with hypercalciuria and nephrocalcinosis (FHHNC). To investigate the role of CLDN16 in tooth formation, we studied a murine model of FHHNC and showed that CLDN16 deficiency led to altered secretory ameloblast TJ structure, lowering of extracellular pH in the forming enamel matrix, and abnormal enamel matrix protein processing, resulting in an enamel phenotype closely resembling human AI. This study unravels an association of FHHNC owing to CLDN16 mutations with AI, which is directly related to the loss of function of CLDN16 during amelogenesis. Overall, this study indicates for the first time the importance of a TJ protein in tooth formation and underlines the need to establish a specific dental follow-up for these patients. © 2015 American Society for Bone and Mineral Research.