ヒト筋線維芽細胞の平滑筋細胞形質転換にかかる分子機構の解析と形質転換要素の同定

人肌成纤维细胞平滑肌细胞转化的分子机制分析及转化元件鉴定

基本信息

批准号：
21K04797
负责人：
木原隆典
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Kitakyushu
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

筋線維芽細胞は器官の間質細胞から生じる細胞であり、器官の修復を担う一方、線維症など慢性炎症疾患の原因細胞でもある。筋線維芽細胞の形質を制御する分子機構を解明することができれば、線維化の抑制・治療につながる。本研究は、研究者が開発した架橋IV型コラーゲンゲルを用いて、筋線維芽細胞を正常間質細胞である平滑筋細胞へと形質転換させることで、その分子機構を解明し、形質転換要素の同定を目指す。今年度はニワトリ平滑筋由来筋線維芽細胞を用いて架橋IV型コラーゲンゲルからの化学シグナルを受容する機構について検討を行った。その結果、ある特定のグリコサミノグリカンによってIV型コラーゲンゲルによる筋線維芽細胞の伸長・ネットワーク形成が完全に阻害されることが明らかとなった。このことは、このグリコサミノグリカン鎖を有する分子がIV型コラーゲンゲルの化学シグナル受容に働くことを示唆する。さらに、IV型コラーゲンゲルの物理的なシグナルの影響を明らかにするため、I型コラーゲンを主体とする新規ゲル器材を用いて筋線維芽細胞を培養し、それによる細胞への影響を調べた。その結果、このゲル器材を利用することで筋線維芽細胞の増殖がほぼ完全に抑制されることが明らかとなった。このゲル器材上で培養した筋線維芽細胞にIV型コラーゲンの化学シグナルを加え筋線維芽細胞の形質転換を試みたところ、細胞増殖を抑えつつ、一定レベルの細胞伸長まで誘導できたが、平滑筋細胞特異的タンパク質の発現までは見られなかった。IV型コラーゲンゲルは、化学シグナルによる細胞伸長誘導、物理シグナルによる増殖抑制作用に加え、何らかの機構で遺伝子発現制御も実現していると考えられる。

肌成纤维细胞是由器官间质细胞产生的细胞，虽然它们负责器官修复，但它们也负责纤维化等慢性炎症疾病。如果我们能够阐明控制肌成纤维细胞特性的分子机制，将有助于抑制和治疗纤维化。在这项研究中，我们使用研究人员开发的交联 IV 型胶原凝胶将肌成纤维细胞转化为平滑肌细胞，这是正常的基质细胞。今年，我们研究了鸡平滑肌来源的肌成纤维细胞接收来自交联 IV 型胶原凝胶的化学信号的机制。结果表明，某种糖胺聚糖完全抑制IV型胶原凝胶对肌成纤维细胞的伸长和网络形成。这表明具有这种糖胺聚糖链的分子在接收 IV 型胶原凝胶中的化学信号方面发挥作用。此外，为了明确IV型胶原凝胶物理信号的影响，使用主要由I型胶原组成的新型凝胶装置培养肌成纤维细胞，并研究对细胞的影响。结果表明，使用这种凝胶装置几乎完全抑制了肌成纤维细胞的增殖。当我们尝试通过向在该凝胶装置上培养的肌成纤维细胞添加IV型胶原的化学信号来转化肌成纤维细胞时，我们能够诱导一定水平的细胞伸长，同时抑制细胞增殖，没有观察到肌细胞特异性蛋白的表达。除了通过化学信号诱导细胞伸长和通过物理信号抑制增殖之外，IV型胶原凝胶还被认为可以通过某种机制控制基因表达。