周波数制御式反復微細振動(FRMV)による神経細胞分化誘導とその分子的機序の検討

频率控制重复微振动（FRMV）诱导神经元分化及其分子机制研究

• 批准号: 21K09929
• 负责人: 工藤 忠明
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09929/
• 关键词: 神経細胞分化; 微細振動刺激; MAPK; PC12; MC3T3-E1; 周波数制御式反復微細振動刺激; PC12細胞

我々は最近、神経細胞分化モデル・ラットPC12細胞やその派生株(PC12-P1F1細胞)ならびに骨芽細胞分化モデル・マウスMC3T3-E1細胞に対し、周波数制御式反復微細振動(FRMV)依存的に神経細胞分化や骨芽細胞分化を誘導する方法を相次いで考案した。しかし、その分子的なメカニズムは依然その多くが不明であった。そこで本年度研究では、FRMVの汎用性の検討の観点から、(1)骨芽細胞分化誘導機構や(2)温度制御式反復刺激(TRTS)による神経細胞分化誘導機構のさらなる解明を目指した以下の検討を行った。[方法]骨芽細胞分化誘導については、MC3T3-E1細胞を播種したプレートを微細振動度装置にセットし、当該細胞に対する刺激条件を微調整しながら、その分子的なメカニズムや分化誘導効率がより高まる条件等を評価した。骨芽細胞分化の程度の定量評価には、主にアルカリホスアターゼアッセイを用いた。またPC12-P1F1細胞の神経細胞分化誘導については従来の方法で行い、さらにRT-PCR法等により遺伝子発現により着目した検討を行った。[成果]MC3T3-E1細胞を用いた実験系では、BMPシグナル伝達経路の阻害剤の一つであるLDN193189等を使用すること等により、FRMV依存的な骨芽細胞分化におけるBMPシグナル伝達経路の重要性が示唆された。また、PC12-P1F1細胞については、SR600125が神経細胞分化率を向上させる機序について、神経細胞分化マーカー遺伝子や細胞内シグナル分子を規定する遺伝子を含む様々な遺伝子の発現レベルへの影響が新たに得られた。

最近，我们设计了一系列方法，以在频率控制的重复微试验（FRMV）中诱导神经元分化和成骨细胞分化，以大鼠PC12细胞及其衍生物（PC12-P1F1细胞）以及小鼠MC3T3-E1细胞中的依赖性方式（FRMV）依赖性方式。但是，其许多分子机制仍然未知。因此，在今年的研究中，我们进行了以下研究，目的是进一步阐明（1）成骨细胞分化诱导的机制和（2）通过温度控制的复数刺激（TRT）的神经元分化诱导机制，从检查FRMV的多功能性的角度来看。 [方法]关于成骨细胞分化诱导，将带有MC3T3-E1细胞接种的板设置在精细的振动装置中，并对细胞的刺激条件进行了细微调整，并评估了分子机制和分化诱导效率的条件。碱性磷酸盐酶测定主要用于定量评估成骨细胞分化的程度。此外，使用常规方法进行了PC12-P1F1细胞的神经元分化诱导，此外，使用RT-PCR方法等于基因表达的研究。 [结果]在实验系统中使用MC3T3-E1细胞，LDN193189是BMP信号通路的抑制剂之一，这表明BMP信号通路在FRMV依赖性成骨细胞分化中的重要性。此外，关于PC12-P1F1细胞，新获得了SR600125提高神经元分化速率的机制，以及对各种基因表达水平的影响，包括神经元分化标记基因和定义细胞内信号分子的基因。

项目成果

Beta 2-adrenergic receptor Gly16Arg polymorphism influences taste preferences in healthy young Japanese adults

β2-肾上腺素受体 Gly16Arg 多态性影响健康日本年轻人的味觉偏好

• 发表时间: 2022
• 作者: Tada-aki Kudo;Kohei Narita;Guang Hong;Kanako Tominami;Satoshi Izumi;Yohei;Hayashi;Junichi Nakai
• 通讯作者: Junichi Nakai

A JNK inhibitor enhances thermal stimulation mediated neurite outgrowth in PC12-P1F1 cell

JNK 抑制剂增强 PC12-P1F1 细胞中热刺激介导的神经突生长

• 发表时间: 2023
• 作者: YouRan Luo;Tada-aki Kudo;Kanako Tominami;Satoshi Izumi;Yohei Hayashi;Takuiya Noguchi;Atsuhi Matsuzawa;Junichi Nakai;Guang Hong
• 通讯作者: Guang Hong

Induction of neuronal differentiation in PC12-P1F1 cells by frequency-regulated micro-vibration.

通过频率调节微振动诱导 PC12-P1F1 细胞中的神经元分化。

• 发表时间: 2021
• 作者: Luo YR;Kudo T;Tominami K;Izumi S;Hayashi Y;Noguchi T;Nakai J;Hong G
• 通讯作者: Hong G

A chemical compound SP600125 enhances neuritogenesis induced by temperature-controlled repeated thermal stimulation in PC12-P1F1 cells

化合物 SP600125 增强 PC12-P1F1 细胞中温控重复热刺激诱导的神经突发生

• 发表时间: 2022
• 作者: You-Ran Luo;Tada-aki Kudo;Kanako Tominami;Satoshi Izumi;Yohei Hayashi;Takuya Noguchi;Atsushi Matsuzawa;Junichi Nakai;Guang Hong
• 通讯作者: Guang Hong

The effect of frequency-regulated repeated micro-vibration on osteoblast differentiation in MC3T3-E1 cells

频率调节重复微振动对MC3T3-E1细胞成骨细胞分化的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: Tada-aki Kudo ; Guang Hong ; Kanako Tominami ; You-ran Luo ; Satoshi Izumi ; Takakuni Tanaka ; Yohei Hayashi ; Takuya Noguchi ; Atsushi Matsuzawa ; Junichi Nakai
• 通讯作者: Junichi Nakai