The role of lipid signaling on mechanical stress induced alteration of bone formation.

脂质信号传导对机械应力诱导的骨形成改变的作用。

基本信息

批准号：
21K15341
负责人：
鈴木啓
金额：
$ 3万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

本研究は骨組織のメカニカルストレス(機械的刺激)応答性骨形態制御における、脂質シグナル分子による細胞間情報伝達機構の解明を目指すものである。申請者らは過去に、無荷重刺激下で脂質シグナル分子が放出されること、このシグナル分子のオートクライン・パラクラインによって細胞の機能および分化が制御されていることを報告した。筆者らは骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1に遠心分離機を用いて短時間に100~2,000gの強い圧力をかけることにより、培養液中に脂質シグナル分子が分泌されること、この応答に細胞内Ca濃度の変化が関与することを確認した。また、MC3T3-E1のMS応答にアクチン細胞骨格と結合するCaイオン受容体Piezo1が関与することを示唆する論文が発表されたため、これに基づきMC3T3-E1におけるPiezo1の関与について実験を行った。結果として、Piezo1はMC3T3-E1の分化段階において外部からのMSだけでなく内部、細胞の収縮や形態変化にも関与しており、またその細胞内Caイオン濃度変化は他の細胞とはかなり異なることが明らかになった。この成果はMS応答とは別にまとめることを予定しており、2023年夏までに査読付雑誌に投稿する予定である。また研究の全貌に関しては、日本脂質生化学会において口頭での発表を予定している。2023年度では、上記の自律的な脂質シグナル分子放出とMS応答、さらに温度の関連について掘り下げ、細胞培養液を介した細胞間シグナル応答解析用の実験系の確立を進める。

本研究旨在阐明脂质信号分子在响应骨组织机械应力（机械刺激）时控制骨形态的细胞间通讯机制。作者此前曾报道，脂质信号分子在无负荷刺激下释放，细胞功能和分化受这些信号分子的自分泌和旁分泌机制控制。作者发现，通过使用离心机对成骨细胞样细胞系 MC3T3-E1 短时间内施加 100 至 2,000 g 的强压力，脂质信号分子被分泌到培养基中，并且我们证实这种反应发生了变化与细胞内 Ca 浓度有关。此外，发表的一篇论文表明，与肌动蛋白细胞骨架结合的Ca离子受体Piezo1参与了MC3T3-E1的MS反应。基于此，我们进行了Piezo1参与MC3T3-E1的实验。结果表明，Piezo1不仅参与外部MS，还参与MC3T3-E1分化阶段的内部细胞收缩和形态变化，并且细胞内Ca离子浓度的变化与其他细胞中的变化有很大不同。这些结果计划与 MS 的回复分开总结，并计划在 2023 年夏季之前提交给同行评审期刊。我们还计划在日本脂质生物化学学会就我们研究的全部细节进行口头介绍。 2023年，我们将探索上述自主脂质信号分子释放与MS响应以及温度之间的关系，并致力于建立通过细胞培养基分析细胞间信号响应的实验系统。