Mechanism of myokine release in response to plasma membrane disruption

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マイオカインとは筋線維から分泌される生理活性物質（サイトカイン）の総称である。生体内で骨格筋の5-30％が細胞膜損傷修復を繰り返している。aFGFとbFGF(FGF1,2)は筋線維に一様に存在し、細胞膜損傷によって細胞外へ大量に分泌される。しかし、その分泌機構は未だ不明でありマイオカインとしての機能も不明である。本研究では多光子顕微鏡を用いたライブイメージングによって、培養細胞およびマウス骨格筋線維からGFP-FGF1の分泌現象を高速・高解像レベルで捉えることに成功した。一方、細胞損傷液上清に全エクソソーム単離試薬を加え、透過型電子顕微鏡を用いて観察したが細胞外小胞はほとんど観察されなかった。またCal520、Rhod-4を用いて損傷修復細胞、それに接触する細胞、損傷していない細胞、さらに遠くの非接触細胞へとカルシウム波が広がる様子を確認した。さらに、損傷液や損傷液から抽出したヘパリン結合タンパク質、またはリコンビナントFGF1, 2を加えたところ、それぞれの時間(10-60s)でカルシウム波が広がる様子が確認できた。しかしながら、損傷液から抽出した全エクソソーム、IL-6、HGFには反応しなかった。細胞内ATPの漏れを指標にした細胞膜修復アッセイを行ったところ、FGF阻害剤プロタミンサルフェートは細胞膜修復を阻害した。これらの結果より、FGF1, 2は細胞膜修復に必要であり、細胞損傷シグナルを伝達するマイオカインであると考えられる。