細胞外マトリックスの硬さ依存的な脂肪細胞分化機構の解明

阐明依赖于细胞外基质硬度的脂肪细胞分化机制

基本信息

批准号：
15J02241
负责人：
黒田美都
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、細胞外マトリックス(ECM)の硬さという物理的な要因が組織幹細胞の分化方向性を調節していることが明らかになってきた。特に、ECMが軟らかいほど脂肪細胞へと分化しやすくなることが知られている。軟らかいECM上で間葉系幹細胞が脂肪細胞へと分化しやすくなる仕組みを明らかにするため、細胞とECMの接着領域に存在するタンパク質ビンキュリンに着目して研究を進めてきた。これまでの研究によって、硬い基板上でビンキュリンがアクチン繊維親和型へと構造変化し、そのことにより転写因子YAPの核局在亢進を介して脂肪細胞への分化が抑制されていることが示唆されている。そこで、ビンキュリンの構造変化に必要なSORBSファミリータンパク質ビネキシン(SORBS3)とCAP(SORBS1)の役割について調べるため、まずビネキシンとCAPの発現を抑制した間葉系幹細胞株を樹立した。ビネキシンとCAPはいずれも界面活性剤不溶性で評価されるビンキュリンの構造変化に必要であることがわかった。また、いずれのタンパク質も硬い基板上における転写因子YAPの核局在亢進に必要であることがわかった。最後に細胞分化に与える影響についても調べたところ、CAPはビンキュリン同様に、硬いECM上での脂肪細胞への分化を抑制した。一方ビネキシンは、予想に反して、脂肪細胞への分化を促進した。以上の結果より、ビンキュリン-SORBSタンパク質複合体はECMの硬さ感知および細胞運命の調節に重要な役割を果たしていることが明らかになった。またビネキシンは転写因子YAPとは独立して脂肪細胞への分化を促進する機能を持つことを新規に見出した。

近年来，人们已经清楚细胞外基质（ECM）硬度的物理因素调节组织干细胞的分化方向。特别是，众所周知，ECM 越软，就越容易分化为脂肪细胞。为了阐明间充质干细胞在软ECM上轻松分化为脂肪细胞的机制，我们将研究重点放在了纽蛋白上，这是一种存在于细胞和ECM之间粘附区域的蛋白质。先前的研究表明，纽蛋白在硬基质上发生结构变化，变为肌动蛋白纤维友好型，并且这通过增强转录因子 YAP 的核定位来抑制脂肪细胞分化。因此，为了研究Vinexin (SORBS3) 和CAP (SORBS1) 蛋白结构变化所需的SORBS 家族蛋白的作用，我们首先建立了Vinexin 和CAP 表达被抑制的间充质干细胞系。。通过洗涤剂不溶性评估，发现 Vinxin 和 CAP 都是纽蛋白结构变化所必需的。此外，这两种蛋白质被发现是增强转录因子 YAP 在硬基质上的核定位所必需的。最后，当我们研究其对细胞分化的影响时，CAP 与纽蛋白一样，抑制硬 ECM 上的脂肪细胞分化。另一方面，vinexin 出乎意料地促进了脂肪细胞的分化。这些结果表明，纽蛋白-SORBS 蛋白复合物在感知 ECM 硬度和调节细胞命运方面发挥着重要作用。我们还新发现vinexin具有独立于转录因子YAP的促进脂肪细胞分化的功能。