筋細胞における細胞骨格分子シンクロナイゼーションによる張力・機能発現連関-機械的刺激応答分子シャペロンを鍵因子として-

通过肌肉细胞中细胞骨架分子的同步化，张力与功能表达之间的关系 - 机械刺激响应分子伴侣作为关键因素 -

• 批准号: 11167218
• 负责人: 跡見 順子
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11167218/
• 关键词: αB-クリスタリン; 横紋構造; チューブリン; アクチン; 細胞骨格; GFP; 微小管ダイナミクス; 心筋細胞; 横紋筋細胞; 微小管; Ca2+; L6E9; C6グリオーマ; tensegrityモデル

本研究の目的は、筋とくに横紋筋細胞の形態・動態・運動を決定する細胞骨格及びそれらのシャペロン分子αB-クリスタリン(αB)に注目し、両者を可視化し、細胞・分子の動的画像から分子シンクロナイゼーション様態を解析することである。昨年度は、三つの細胞骨格系が基本的に独自に調節されている筋芽細胞を中心に細胞動態、細胞骨格動態の可視化、機械刺激応答について解析した結果、微小管はαB-SE細胞(αB過剰発現細胞)で多くαBは微小管の安定化に関与しており、2)αB-AS細胞(αB発現抑制細胞)の運動速度はαB-SE細胞に比較して不安定であることを報告した。また細胞の動的解析から、3)機械的刺激に対する応答は細胞種、形態に特異的であるようにみえ、肝細胞や腎細胞に比較し筋芽細胞は分化前から運動性が低く、アクチンと微小管の間にtensegrityモデルのような緊張関係が強いことを報告した。本年度は、ヒトαB cDNAのN末にリンカーをはさみGFP(pEGFP-C1)-αB融合タンパク質を作成し、COS-7細胞に導入し、発現と局在を確認した。鶏8日胚より調整した心筋細胞に導入し、収縮とともに横紋状のパターンを形成する様子が観察された。またアクチン・チューブリンのGFP-融合タンパク質を心筋細胞に発現させ、その動態を観察した。収縮する細胞内でアクチンは横紋構造を示した。微小管は細胞の長軸方向に発達したが、心筋の収縮とともに一部横紋構造を形成した。「動(収縮)=機能」の粋である心筋細胞において、動態基盤を構成しているアクチン及び微小管のダイナミクスを生細胞で示すことができた。世界で初めて微小管の横紋形成を生きた細胞で示した。またαBのGFP融合タンパク質の細胞内での横紋様動態を示すことができた。今後、横紋構造の破壊・再構築機構を解析し、GFP融合タンパク質で可視化した横紋構造を可視化したい。

本研究的目的是关注细胞骨架及其伴侣分子αB-晶状体蛋白（αB），它们决定肌肉细胞（尤其是横纹肌细胞）的形态、动力学和运动，并将两者可视化以创建肌肉细胞的动态图像。本研究的目的是分析分子同步模式。去年，我们分析了细胞动力学、细胞骨架动力学可视化和机械刺激反应，重点关注成肌细胞，其中三个细胞骨架系统基本上是独立调节的，我们报道了αB参与许多细胞（过表达细胞）微管的稳定。 ），2）与αB-SE细胞相比，αB-AS细胞（抑制αB表达的细胞）的运动速度不稳定。此外，从细胞的动态分析来看，3）与肝细胞和肾细胞相比，对机械刺激的反应似乎具有特定的细胞类型和形态，成肌细胞即使在分化之前也具有较低的运动性，肌动蛋白报道存在很强的张力关系；微管与微管之间，类似于张拉整体模型。今年，我们通过在人αB cDNA的N末端插入连接子，创建了GFP（pEGFP-C1）-αB融合蛋白，并将其导入COS-7细胞中，并确认了其表达和定位。当导入由 8 天鸡胚制备的心肌细胞时，观察到它们在收缩时形成条纹图案。我们还在心肌细胞中表达了肌动蛋白-微管蛋白 GFP 融合蛋白并观察了其动态。肌动蛋白在收缩细胞内呈现出条纹结构。微管沿着细胞的长轴发育，并且随着心肌收缩，一些微管形成条纹结构。在心肌细胞中，“运动（收缩）=功能”是本质，我们能够在活细胞中展示构成动态基础的肌动蛋白和微管的动态。世界上首次展示活细胞中微管条纹的形成。此外，我们还能够证明 αB-GFP 融合蛋白的细胞内条纹状动力学。将来，我想分析条纹结构的破坏/重建机制，并通过 GFP 融合蛋白可视化条纹结构。

项目成果

Atomi, Y. and Tanaka, M.: "Sense and antisense αB-crystalin expression in L6 myoblasts and C5 glioma cells results in different cell motility dependent of MT-Actin stability"Mol. Biol. Cell.. 10. 380A (1999)

Atomi, Y. 和 Tanaka, M.：“L6 成肌细胞和 C5 神经胶质瘤细胞中的正义和反义 αB-晶状体蛋白表达导致不同的细胞运动依赖于 MT-肌动蛋白稳定性”Cell.. 10. 380A (1999)。

伏木享、跡見順子、大野秀樹編著: "身体運動・栄養・健康の生命環境科学Q&Aシリーズ「栄養と運動」"杏林書院. 145 (1998)

Akira Fushiki、Junko Atomi 和 Hideki Ohno（编辑）：“体育锻炼、营养和健康生活和环境科学问答系列“营养和锻炼”，Kyorin Shoin。145 (1998)

Harimoto, M., Hirose, M., Hayashi, T. and Atomi, Y.: "Maintenance of a round cell shape and physiological responsiveness in Insulin of mature adipocytes by culturing in type I collagen gel"Connective Tissue. 32 (In Press). (2000)

Harimoto, M.、Hirose, M.、Hayashi, T. 和 Atomi, Y.：“通过在 I 型胶原凝胶中培养，维持成熟脂肪细胞的圆形细胞形状和胰岛素生理反应性”结缔组织。

Y.Atomi,K.Toro,T.Masuda and H.Hatta: "Fiber-type-specific alpha B-crystallin distribution and its shifts with T3 and PTU treatments in rat hindlimb muscles"J.Appl.Physiol. 88. 1355-1364 (2000)

Y.Atomi、K.Toro、T.Masuda 和 H.Hatta：“大鼠后肢肌肉中纤维类型特异性 α B 晶状体蛋白分布及其随 T3 和 PTU 治疗的变化”J.Appl.Physiol。

Y. Atomi: "In Current Reviews of Medical Science by Women"国際女性技術者・科学者会議 衣料部門分科会. 229 (1999)

Y. Atomi：“女性医学科学最新评论”国际女性工程师和科学家会议服装分委员会 229（1999 年）。