多核巨細胞の形成を担う細胞融合メカニズムの解明

細胞融合は生体内において様々な現象に関与しているが、細胞融合を担う融合タンパクおよび細胞融合の分子制御メカニズムの全貌はいまだ明らかではない。本研究では破骨細胞をマクロファージ系細胞の細胞融合モデルとし、細胞融合を担う分子の同定、ひいては細胞融合を制御する分子メカニズムの解明を目的とする。本年度、細胞周期がG1期でDNA量が2倍の細胞（G1x4N細胞）を細胞融合能力を獲得した細胞融合コンピテント細胞として同定した。さらにこのコンピテント細胞を用いてクローニングした細胞膜分子Iの遺伝子欠損マウスを作成し、破骨細胞分化過程における細胞膜分子Iの機能解析を行った。その結果、細胞膜分子I欠損細胞は野生型細胞に比べて多核破骨細胞の形成が顕著に障害されていた一方、細胞膜分子Iを強制発現させると、遺伝子欠損細胞の多核化が回復することが明らかとなった。また、EGFP標識した細胞膜分子Iを発現させた293細胞と親株293細胞を共培養すると、EGFP発現細胞同士の接着面にEGFPのシグナルの凝集が認められた一方、親株細胞との接着面には認められず、細胞膜分子Iは同種親和性であることが明らかとなった。さらに、野生型および細胞膜分子I遺伝子欠損破骨細胞を用いてトランスクリプトーム解析をした結果、遺伝子欠損細胞ではインテグリンのシグナル制御が障害されていることを示唆する知見が得られた。これらの結果から、細胞膜分子Iはインテグリンの活性化を制御することにより、破骨細胞の多核化を担っていることが示唆された。

細胞融合は生体内において様々な現象に関与しているが、細胞融合を担う融合タンパクおよび細胞融合の分子制御メカニズムの全貌はいまだ明らかではない。本研究では破骨細胞をマクロファージ系細胞の細胞融合モデルとし、細胞融合を担う分子の同定、ひいては細胞融合を制御する分子メカニズムの解明を目的とする。本年度、細胞周期がG1期でDNA量が2倍の細胞（G1x4N細胞）を細胞融合能力を獲得した細胞融合コンピテント細胞として同定した。さらにこのコンピテント細胞を用いてクローニングした細胞膜分子Iの遺伝子欠損マウスを作成し、破骨細胞分化過程における細胞膜分子Iの機能解析を行った。その結果、細胞膜分子I欠損細胞は野生型細胞に比べて多核破骨細胞の形成が顕著に障害されていた一方、細胞膜分子Iを強制発現させると、遺伝子欠損細胞の多核化が回復することが明らかとなった。また、EGFP標識した細胞膜分子Iを発現させた293細胞と親株293細胞を共培養すると、EGFP発現細胞同士の接着面にEGFPのシグナルの凝集が認められた一方、親株細胞との接着面には認められず、細胞膜分子Iは同種親和性であることが明らかとなった。さらに、野生型および細胞膜分子I遺伝子欠損破骨細胞を用いてトランスクリプトーム解析をした結果、遺伝子欠損細胞ではインテグリンのシグナル制御が障害されていることを示唆する知見が得られた。これらの結果から、細胞膜分子Iはインテグリンの活性化を制御することにより、破骨細胞の多核化を担っていることが示唆された。