The role of lipid signaling on mechanical stress induced alteration of bone formation.

本研究は骨組織のメカニカルストレス(機械的刺激)応答性骨形態制御における、脂質シグナル分子による細胞間情報伝達機構の解明を目指すものである。申請者らは過去に、無荷重刺激下で脂質シグナル分子が放出されること、このシグナル分子のオートクライン・パラクラインによって細胞の機能および分化が制御されていることを報告した。筆者らは骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1に遠心分離機を用いて短時間に100~2,000gの強い圧力をかけることにより、培養液中に脂質シグナル分子が分泌されること、この応答に細胞内Ca濃度の変化が関与することを確認した。また、MC3T3-E1のMS応答にアクチン細胞骨格と結合するCaイオン受容体Piezo1が関与することを示唆する論文が発表されたため、これに基づきMC3T3-E1におけるPiezo1の関与について実験を行った。結果として、Piezo1はMC3T3-E1の分化段階において外部からのMSだけでなく内部、細胞の収縮や形態変化にも関与しており、またその細胞内Caイオン濃度変化は他の細胞とはかなり異なることが明らかになった。この成果はMS応答とは別にまとめることを予定しており、2023年夏までに査読付雑誌に投稿する予定である。また研究の全貌に関しては、日本脂質生化学会において口頭での発表を予定している。2023年度では、上記の自律的な脂質シグナル分子放出とMS応答、さらに温度の関連について掘り下げ、細胞培養液を介した細胞間シグナル応答解析用の実験系の確立を進める。

本研究は骨組織のメカニカルストレス(機械的刺激)応答性骨形態制御における、脂質シグナル分子による細胞間情報伝達機構の解明を目指すものである。申請者らは過去に、無荷重刺激下で脂質シグナル分子が放出されること、このシグナル分子のオートクライン・パラクラインによって細胞の機能および分化が制御されていることを報告した。筆者らは骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1に遠心分離機を用いて短時間に100~2,000gの強い圧力をかけることにより、培養液中に脂質シグナル分子が分泌されること、この応答に細胞内Ca濃度の変化が関与することを確認した。また、MC3T3-E1のMS応答にアクチン細胞骨格と結合するCaイオン受容体Piezo1が関与することを示唆する論文が発表されたため、これに基づきMC3T3-E1におけるPiezo1の関与について実験を行った。結果として、Piezo1はMC3T3-E1の分化段階において外部からのMSだけでなく内部、細胞の収縮や形態変化にも関与しており、またその細胞内Caイオン濃度変化は他の細胞とはかなり異なることが明らかになった。この成果はMS応答とは別にまとめることを予定しており、2023年夏までに査読付雑誌に投稿する予定である。また研究の全貌に関しては、日本脂質生化学会において口頭での発表を予定している。2023年度では、上記の自律的な脂質シグナル分子放出とMS応答、さらに温度の関連について掘り下げ、細胞培養液を介した細胞間シグナル応答解析用の実験系の確立を進める。