糖代謝能研究に適した高度分化型培養筋管細胞系の確立

電気パルス刺激により培養筋細胞に収縮活動を負荷できる特殊培養系を作製し、代謝能の研究に適した高度発達型培養筋管細胞系を確立することを目的としている。昨年度までの成果をさらに発展させ、電気パルスにより誘導されるサルコメア構造の新規構築の分子機構と細胞内カルシウムの影響について基礎的な検討を行うことを本年度の目的とした。【実績1】電気パルス刺激に完全に依存して細胞内カルシウム濃度が変動(Ca2+オシレーション)することを確認し、このCa2+オシレーションの周期(周波数)がサルコメア構造の新規構築に重要な役割を果たすことを明らかにした。さらに、Ca2+オシレーションにより、カルシウム依存性蛋白分解酵素であるカルパインの活性化が誘導され、このカルパインの活性化がサルコメア構造の新規構築に必須であることを明らかにした。この過程において、活性化されたカルパインは、細胞膜のIntegrinとアクチン細胞骨格を連結する役割を果たすTALINを分解すること、integrinを修飾するコラーゲン添加によりサルコメア構築が影響受けることから、筋管細胞の細胞接着班様領域を構成する蛋白複合体のCa2+-カルパイン依存性の分解と再構築が、新規サルコメア構造の形成に関与していることが示唆された。【実績2】本特殊培養系で作製された収縮型培養筋管細胞では、収縮に伴い(1)エネルギー代謝の亢進(2)糖の取り込み亢進(3)インスリン反応性GLUT4膜移行の改善が確認され、生体に非常に近似な高度発達型培養細胞系を確立することに成功した。

電気パルス刺激により培養筋細胞に収縮活動を負荷できる特殊培養系を作製し、代謝能の研究に適した高度発達型培養筋管細胞系を確立することを目的としている。昨年度までの成果をさらに発展させ、電気パルスにより誘導されるサルコメア構造の新規構築の分子機構と細胞内カルシウムの影響について基礎的な検討を行うことを本年度の目的とした。【実績1】電気パルス刺激に完全に依存して細胞内カルシウム濃度が変動(Ca2+オシレーション)することを確認し、このCa2+オシレーションの周期(周波数)がサルコメア構造の新規構築に重要な役割を果たすことを明らかにした。さらに、Ca2+オシレーションにより、カルシウム依存性蛋白分解酵素であるカルパインの活性化が誘導され、このカルパインの活性化がサルコメア構造の新規構築に必須であることを明らかにした。この過程において、活性化されたカルパインは、細胞膜のIntegrinとアクチン細胞骨格を連結する役割を果たすTALINを分解すること、integrinを修飾するコラーゲン添加によりサルコメア構築が影響受けることから、筋管細胞の細胞接着班様領域を構成する蛋白複合体のCa2+-カルパイン依存性の分解と再構築が、新規サルコメア構造の形成に関与していることが示唆された。【実績2】本特殊培養系で作製された収縮型培養筋管細胞では、収縮に伴い(1)エネルギー代謝の亢進(2)糖の取り込み亢進(3)インスリン反応性GLUT4膜移行の改善が確認され、生体に非常に近似な高度発達型培養細胞系を確立することに成功した。