機械的な伸縮運動に依存した骨格筋細胞の発達、配向の分子機構

骨骼肌细胞发育和定向依赖于机械拉伸运动的分子机制

基本信息

批准号：
06213212
负责人：
大日方昂
金额：
$ 1.22万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞の機械的刺激への応答の一例として、ストレッチング刺激に依存した培養細胞の再配列に着目した。筋細胞株(C2細胞)や平滑筋由来の細胞株(A10)をシリコン膜上に培養すると、通常は細胞は様々な向きで膜上に存在した。シリコン膜を伸縮させ、これらの細胞に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かなり直交して並ぶことが見いだされた。このとき細胞内のアクチン繊維もストレッチング方向に直交するように配置変えすることが観察された。伸展率20%、毎秒一回のストレッチングでは3時間以内に細胞の再配列が起こった。ストレッチングに依存した細胞の再配列はストレッチング活性化イオンチャンネル(SAC)の阻害剤であるガドリニウムおよび蛋白質合成の阻害剤によって阻害された。従って、細胞の再配列の場合にSACが刺激情報の受容に関与し、また新たな蛋白質合成も必要とされることがわかった。一方、ストレッチングに依存したアクチン繊維の配向はガドリニウムや蛋白質合成阻害剤によって大きな影響を受けなかった。ストレッチング下で培養された培養骨格筋細胞が肥大化することを既に報告したが、肥大化に伴う現象をさらに探るために、数日間ストレッチングを施され肥大過程にある培養骨格筋細胞に存在する蛋白質を電気泳動法で調べた結果、分子量約7万の蛋白質の量が有意に増加するのを観察した。この蛋白質は抗アルブミン抗体によって認識され、また2次元電気泳動法により検討した結果、アルブミンと等電点、サイズが一致することがわかった。この蛋白質の免疫学的特性と存在部位を検討した結果、筋細胞自身がアルブミンを合成、蓄積するのではなく、培養液が含む血清中のアルブミンが筋細胞に取り込まれ蓄積されることが示唆された。

作为细胞对机械刺激的反应的一个例子，我们重点关注依赖于拉伸刺激的培养细胞的重排。当肌肉细胞系（C2细胞）和平滑肌来源的细胞系（A10）在硅膜上培养时，细胞通常以各种方向存在于膜上。通过拉伸硅膜并对这些细胞进行间歇性拉伸，他们发现细胞与拉伸方向相当正交地排列。此时，观察到细胞内的肌动蛋白纤维也重新排列成与拉伸方向正交。当拉伸率为20%、每秒拉伸一次时，细胞重排在3小时内发生。拉伸依赖性细胞重排受到钆的抑制，钆是拉伸激活离子通道（SAC）的抑制剂，也是蛋白质合成的抑制剂。因此，发现SAC在细胞重排的情况下参与接收刺激信息，并且还需要新的蛋白质合成。另一方面，肌动蛋白纤维的拉伸依赖性取向并未受到钆或蛋白质合成抑制剂的显着影响。我们已经报道过，在拉伸下培养的培养骨骼肌细胞变得肥大，但为了进一步探索与肥大相关的现象，我们研究了经过几天拉伸并处于状态的培养骨骼肌细胞中细胞的存在情况。对所涉及的蛋白质进行电泳检查的结果是，我们观察到分子量约为 70,000 的蛋白质数量显着增加。该蛋白质被抗白蛋白抗体识别，通过二维电泳检查发现其具有与白蛋白相同的等电点和大小。通过检查该蛋白质的免疫学特性和位置，结果表明培养基中所含的血清中的白蛋白被肌肉细胞摄取并积累，而不是肌肉细胞本身合成并积累白蛋白Ta。