筋芽細胞から骨芽細胞への分化に伴うBMPレセプターの発現とシグナル伝達機構の解析

成肌细胞向成骨细胞分化相关的BMP受体表达及信号转导机制分析

• 批准号: 08771622
• 负责人: 秋山 修一
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Showa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08771622/
• 关键词: 骨芽細胞; 筋芽細胞; 分化; 骨誘導因子; 受容体

我々は、これまでの研究から、筋芽細胞(C2C12細胞)をBMP-2で処理すると、筋細胞への分化が完全に抑制され、骨芽細胞への分化が強力に誘導されることを見いだした。そこで本研究では、BMP-2のレセプターの発現とシグナル伝達機構を解析した。まず、C2C12細胞におけるBMP-2レセプターの発現をNothern blotにより解析した。その結果、C2C12細胞はBMPR-IA、BMPR-IIを発現していたが、BMPR-IBのmRNAは検出されなかった。次に、C2C12細胞に構成的活性化変異を導入したBMPR-IAとBMPR-IBを発現させたところ、どちらの場合でもBMP-2非存在下でアルカリホスファターゼ(ALP)を発現し、同時に筋細胞への分化が抑制された。また、細胞内キナーゼ領域を欠失させたBMPR-IA(ΔBMPR-IA)をC2C12細胞に発現させたところ、その細胞はBMP-2で処理してもALP陽性の細胞はほとんど出現せず、多核の筋細胞へと分化したが、同様な変異を導入したBMPR-IB(ΔBMPR-IB)ではこのような現象は観察されなかった。さらに、ΔBMPR-IAを安定して発現する細胞株に全長のBMPR-IA、BMPR-IBを高発現させると、BMPR-IAを導入したときのみBMP-2による骨芽細胞への分化誘導が回復した。以上の結果から、C2C12細胞ではBMP-2による筋細胞への分化の抑制と骨芽細胞への分化誘導シグナルはどちらもBMPR-IAを介して伝達されるが、構成的活性型変異を施したBMPR-IBもBMPR-IAの場合と同様にシグナルを伝達することが明らかとなった。

In this study, BMP-2 treatment of tendon bud cells (C2C12 cells) completely inhibited differentiation of tendon cells and induced differentiation of bone bud cells. In this study, we analyzed the mechanism of BMP-2 gene expression. The BMP-2 gene was detected in C2C12 cells and analyzed by Western blot. C2C12 cells expressed BMPR-IA, BMPR-II and BMPR-IB mRNA. BMPR-IA and BMPR-IB were introduced into C2C12 cells, and BMPR-IA and BMPR-IB were expressed in the absence of BMP-2. In addition, BMPR-IA and BMPR-IB were expressed in the absence of BMP-2, and the differentiation of tendon cells was inhibited. BMPR-IA(ΔBMPR-IA) was found in C2C12 cells, and BMP-2 was used to treat ALP-positive cells. BMPR-IB (Δ BMPR-IB) was also found in multinucleated cells, and BMPR-IA (Δ BMPR-IA) was introduced into BMPR-IB(ΔBMPR-IB) cells. In addition, BMPR-IA and BMPR-IB were highly expressed in the stable and developed cell lines, and BMPR-IA and BMP-2 were introduced into the cells to induce differentiation and recovery of bone bud cells. The results showed that C2C12 cells inhibited the differentiation of tendon cells and induced the differentiation of bone bud cells by BMP-2, and the active forms of BMPR-IA were different.