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A novel mechanism for mechanosensation in muscle stem cells

肌肉干细胞机械感觉的新机制

基本信息

批准号：
20J22984
负责人：
平野航太郎
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

骨格筋に内在する幹細胞である筋衛星細胞は、骨格筋の再生に必須である。筋衛星細胞は周囲の変化を感知し活性化することで筋線維の修復・再生を行うことが想定されてきたが、その分子実態の全容は未だ明らかになっていない。特に、筋衛星細胞への物理的刺激の感知（細胞力覚）が重要な役割を果たすが、筋衛星細胞の細胞力覚機構の詳細は明らかになっていない。これまでに、筋衛星細胞にも発現する、細胞膜に膜張力が加わることによって活性化する機械受容イオンチャネルPIEZO1やTRPM7に着目し研究を行ってきた。前年度の研究においては、研究内容（細胞膜張力により活性化される機械受容イオンチャネルPIEZO1が骨格筋の再生能に重要な役割を果たすこと）をもとに、当該年度はその分子機構解明を目指した。その結果PIEZO1は骨格筋幹細胞の活性化、細胞遊走、および細胞増殖時に、低分子量Gタンパク質RhoA活性化を惹起し、適切な筋再生をもたらすことを明らかにした。さらに、筋衛星細胞における微小環境変化に着目し、単離幹細胞を硬さの異なる培養ディッシュ上で増殖させたところ、野生型では基質の硬さに応じた増殖能亢進が見られたのに対し、Piezo1欠損筋衛星細胞ではその変化が見られなかったことから、PIEZO1は筋衛星細胞が周辺組織の硬さを感知するために必要であることが見出した。上記研究と並行して、PIEZO以外の機械受容機構の役割解明のため、機械受容イオンチャネルTRPM7の解析を行った。また、当該年度ではTRPM7による筋幹細胞活性化の制御機構としてmTOR経路に着目した。単離筋線維上の筋衛星細胞でS6や4E-BPの活性化体を免疫染色法にて検出したところ、Trpm7欠損筋衛星細胞ではそれらの活性化が低下することを見出した。以上、TRPM7を介した細胞周期調節を介した、筋幹細胞活性化促進に関わる分子機構解明に成功した。

The stem cells and satellite cells inside the bone lattice are also necessary for the regeneration of the bone lattice. Tendon satellite cells are activated and repaired and regenerated by tendon line dimension.ことが思定されてきたが、そのmolecule実stateの全能は无だ明らかになっていない. Characteristics, muscle satellite cells are important in sensing physical stimulation (cell power), and muscle satellite cells are cell power mechanisms in detail.これまでに, muscle satellite cells にも発appears する, cell membrane にmembrane tension がplus わることによって activationするMechanical acceptance system PIEZO1 TRPM7 is designed and researched. Previous year's research and research contents (Cell membrane tension and activation of cell membrane tension and mechanical tolerance of PIEZ The importance of O1's regenerative energy in bone lattice work is determined by the molecular structure of the year. The result of PIEZO1 is the activation of bone stem cells, cell migration, cell proliferation, and low molecular weight The amount of Gタンパク's RhoA activation is caused by the activation of RhoA, and it is suitable for muscle regeneration.さらに, Tendon satellite cells におけるMicroenvironment modification にObject し, Isolated stem cells をhard さのdifferent なるculture ディッシュ上で proliferative させたところ, wild type では matrix のhard さに応じたproliferation hyperactive が见られたPI EZO1 is a satellite cell that is hard enough to sense the surrounding tissue and it is necessary to see it out. The above-mentioned research is parallel, the mechanical containment mechanism other than PIEZO is divided and analyzed, and the mechanical containment system is analyzed and analyzed TRPM7.また、In that year, the control mechanism for TRPM7 and the activation of tendon stem cells and the mTOR road were established. The activated body of S6 and 4E-BP in the tendon satellite cells isolated from the tendon line and the immunostaining method were used.ところ、Trpm7 lack of muscle satellite cells, the activation of the muscle satellite cells is reduced, and the activation is reduced. As mentioned above, TRPM7 has successfully elucidated the molecular mechanism of cell cycle regulation and activation of tendon stem cells.