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筋幹細胞による運動神経ネットワークの制御

肌肉干细胞控制运动神经网络

基本信息

批准号：
20658067
负责人：
辰巳隆一
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

動物の成長や運動に伴う筋肥大・再生の過程で、筋線維に付着している運動神経ネットワークは再構築されるが、それを支配すろ分子機構は全く不明である。これを解明できれば、運動神経の再構築を促進する画期的な技術の創出が期待され、運動神経の退行疾愚を抑制したり筋肥大・再生を促進できると予想される。本研究では神経細胞忌避因子semaphorin3A(Sema3A)に着目し、その発現を誘導する因子および作用機構を解明することを目指している。初年度では、衛星細胞の初代培養系を用いて、分化初期の筋幹細胞(衛星細胞)が肝細胞増殖因子(HGF;筋肥大・再生に不可欠な因子)を受けるとSema3Aの発現・分泌が誘導されることを明らかにした。本年度(最終年度)では、HGFの細胞膜受容体として唯一同定されているC-METが上記のSema3A発現シグナリングに関与しているかどうかを調べるとともに、衛星細胞でのSema3A発現が生体内でも起きるかどうかを調べた。先ず、衛星細胞の培養系にC-METの特異的中和抗体を添加しても、HGFによるSema3A発現には何ら影響がないことを明らかにしたこのことは、未知の受容体がSema3A発現シグナリングに関与していることを示している。次に、ラットの後肢のふくらはぎの筋を鉗子で圧迫し、筋再生を誘導するIN VIVO実験系を確立した。経時的に筋から衛星細胞を単離し、Sema3AのmRNA発現量の変化を調べたところ、筋損傷後4日目から有意に上昇しはじめ、8日目から12日目までほぼ一定となった後、30日目には元の低いレベルに戻った。この変化は細胞分化マーカーであるmyogeninの発現量の変化と良く対応していた。また、Sema3Aを発現している細胞はデスミン陽性であることから、筋損傷・再生過程で衛星細胞がSema3Aを合成することが明らかになった。これらの実験結果は、衛星細胞が合成分泌するSema3Aによって神経細胞の配向や接着を積極的に制御しており、これにより衛星細胞が筋線維の肥大や修復だけではなく運動神経網の再構築にも関与していることを示唆している。またHGFは衛星細胞の活性化・増殖を促進する他、細胞分化期にはSemu3Aの合成を誘導することから、HGFの時系列的な巧みな生理作用も明らかになった。後述の雑誌論文(Tatsumi et al. 2009)がEditorial Focusに選定された。McLoon, L.K., A new role for satellite cells : control of reinnervation after muscle injury by semaphorin 3A. Focus on "Possible implication of satellite cells in regenerative motoneuritogenesis : HGF upregulates neural che morepellent Sema3A during myogenic differentiation". American Journal of Physiology-Cell Physiology 297. C227-C230 (2009).

Animal growth and movement are accompanied by muscle hypertrophy and regeneration, and the muscle dimension is completely unknown. This paper discusses the development of sports mental reconstruction and the promotion of sports mental regeneration. In this study, we investigated the role of semaphorin 3A (Sema 3A) in the induction of apoptosis and its mechanisms. In the early years, the development and secretion of Sema 3A were induced by the use of satellite cells in primary culture lines and the induction of hepatocyte proliferation factor (HGF) in tendon stem cells (satellite cells) at the early differentiation stage. This year (the final year), HGF cell membrane receptor and C-MET cell membrane receptor. The presence of C-MET specific neutralizing antibodies in cultured satellite cells and HGF affected the development of Sema 3A. In the second half of the year, the muscles of the hind legs were pressed and the muscles were regenerated. The expression of Sema 3A mRNA was increased intentionally on the 4th day after tendon injury, on the 8th day after tendon injury, on the 12th day after tendon injury, and on the 30th day after tendon injury. The amount of myogenin produced by the cell differentiation process Sema 3A is present in satellite cells and is synthesized in muscle cells. As a result, the synthesis and secretion of sema 3A by satellite cells, the alignment of neurons and the subsequent active regulation of the synthesis and secretion of sema 3A by satellite cells, the hypertrophy and repair of tendon by satellite cells, and the reconstruction of the motor neuron network are related to the regulation and secretion of sema 3A by satellite cells. HGF promotes the activation and proliferation of satellite cells, induces the synthesis of Semu3A during cell differentiation, and plays an important role in the physiological function of HGF. The following journal paper (Tatsumi et al. 2009) was selected for Editorial Focus. McLoon, L.K., A new role for satellite cells : control of reinnervation after muscle injury by semaphorin 3A. Focus on "Possible implication of satellite cells in regenerative motoneuritogenesis : HGF upregulates neural che morepellent Sema3A during myogenic differentiation". American Journal of Physiology-Cell Physiology 297. C227-C230 (2009).