機械的な伸縮運動に依存した骨格筋細胞の発達の分子機構

骨骼肌细胞发育依赖于机械拉伸运动的分子机制

基本信息

批准号：
05221212
负责人：
大日方昂
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

骨格筋のメカニカルなストレスに応答した変化の詳細や仕組みに迫ることを目的とし、1)ストレッチング刺激をうけた培養細胞の動態、2)運動機能低下で筋が萎縮する際のアクチン繊維系制御因子の動向を探った。これまでに以下のことがわかった。I.培養細胞へのストレッチングの効果-ストレッチングをかけられた培養細胞の振舞い筋細胞株(C2細胞)や平滑筋細胞株(A10)をシリコン膜上に培養すると、細胞は様々な向きで膜上に存在する。これらの細胞を約4日間断続的なストレッチングを施すと、細胞はストレッチングの方向に対して直行して並ぶことが見いだされた。予め、ストレッチング方向に細胞を配向させて培養してから、ストレッチングした場合にも同様に著しい再配置が起こった。細胞内アクチン繊維の動態を制御するアクチン結合蛋白質の一つコフィリンに着目して調べた結果、通常のC2細胞ではコフィリンは細胞内に拡散しているのに、ストレッチング処理された細胞では、ほとんどが核内に移行しているのがわかった。細胞の再配列過程で、細胞内アクチン細胞骨格に大きな変動があると考えられる。II.筋萎縮時のアクチン繊維制御因子コフィリンの動態骨格筋を除神経すると収縮運動による筋への負荷がかからない状態となり、顕著な筋萎縮が起こるが、その際コフィリンの発現が顕著に高まることが抗コフィリン抗体(MAB-22)を用いたイムノブロット法により明らかになった。ノーザーンブロット法により、コフィリンmRNAの著しい増加も認められた。また、筋ジストロフィー症が発症、筋の萎縮が進行しているNH413系ニワトリ胸筋やdyマウスの脚筋(速筋である大腿直筋、前頸骨筋など)で、正常筋に比して、多量のコフィリンが検出された。一方、他の低分子アクチン結合蛋白質(ADF、プロフィリン)の筋萎縮時での発現上昇は認められなかった。これらの観察から、萎縮途中の筋で特にコフィリンの発現が高まりアクチン細胞骨格の変動に関与することが推測される。

目的是仔细研究响应机械应力时骨骼肌变化的细节和机制，以及1）培养细胞的动力学受到拉伸刺激的动力学，2）当由于运动功能下降而引起的肌肉萎缩时，基于肌动蛋白的调节剂的趋势。到目前为止，我们已经了解了以下内容：I。拉伸对培养细胞的影响 - 肌肉细胞系（C2细胞）和平滑肌细胞系（A10）在硅膜上培养时，将细胞培养，这些细胞以各种取向存在于膜上。当这些细胞进行间歇性拉伸约4天时，发现这些细胞沿垂直于拉伸方向排成一列。同样，当细胞事先沿拉伸方向培养，然后拉伸时，会发生重大重排。我们研究了Cofilin，这是调节细胞内肌动蛋白纤维动力学的肌动蛋白结合蛋白之一，发现虽然Cofilin在正常C2细胞中散布在细胞内，但大多数伸展的细胞已迁移到核中。人们认为，在细胞重排过程中，细胞内肌动蛋白细胞骨架会有显着差异。 ii。 Cofilin的动力学，肌肉纤维萎缩期间的肌动蛋白纤维调节剂。骨骼肌的修饰会导致因收缩运动引起的肌肉不压力，从而导致肌肉萎缩显着，并且通过使用抗cofilin抗体（MAB-22）进行免疫印迹，表明Cofilin的表达显着增加。通过北印迹也观察到了Cofilin mRNA的显着增加。此外，在NH413鸡和Dy小鼠的胸肌中发现了更多的cofilin，在那里肌肉营养不良正在发育，肌肉萎缩正在发展，并且在疾病小鼠的腿部肌肉中（快速肌肉，肌肉，肌肉肌肉，肌肉肌肉和前侧尖）与正常的肌肉相比。另一方面，在肌肉萎缩过程中未观察到其他小肌动蛋白结合蛋白（ADF，profilin）的表达增加。这些观察结果表明，在萎缩过程中的肌肉中，cofilin的表达尤其增加，并且参与了肌动蛋白细胞骨架的变化。