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ヒト幹細胞への静水圧負荷による軟骨細胞分化機構の解明

通过对人体干细胞施加静水压来阐明软骨细胞分化的机制

基本信息

批准号：
10J05598
负责人：
松村佑美 (刈屋佑美)
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に引き続き、軟骨細胞における静水圧刺激のシグナル伝達経路の解明を目的として研究を行った。リコンビナントタンパク質を用いたプルダウンアッセイ法を用いて解析を行ったところ、Rap1に加えて、同じく低分子量Gタンパク質であるRasの活性化が明らかになった。このことから、静水圧負荷によってRas,Rap1/MEK/ERK経路が活性化する可能性が示唆された。次に、軟骨細胞のマーカーmRNAの転写因子であるSox9に対する静水圧の影響を定量RT-PCR法を用いて検討したところ、静水圧負荷によってSox9の発現が亢進することが明らかになった。一方、MEK阻害剤UO126存在下においてもSox9の発現の亢進が見られたことから、静水圧負荷によるSox9の発現誘導には、MEK/ERK経路は関与しないことが明らかになった。加えて、Sox9の転写因子の一つであるCREBも静水圧負荷によって活性化されることが分かったが、この活性化にもMEK/ERK経路は関与しなかった。これらの結果から、本実験下において静水圧負荷によるMEK/ERK経路非依存的なCREBもしくは他の転写因子の活性化によって、Sox9の発現誘導が起こる可能性が示唆された。一方、アクチン細胞骨格のリモデリングに関与するERMタンパク質が、静水圧負荷によって活性化されることも明らかになった。以上の研究結果より、静水圧刺激は多くのシグナル分子を活性化し、アクチン細胞骨格のリモデリングを引き起こす多機能な物理刺激であることが示された。静水圧刺激応答性の各シグナル伝達経路の活性化による細胞増殖や細胞分化等の細胞応答の誘導メカニズムについて更に検討を重ねることで、将来的に軟骨疾患に対する治療法の開発や、幹細胞を細胞ソースとした再生医療への知見の応用が期待される。

In the past year, the research on the mechanism of cartilage and chondrocytes under hydrostatic pressure was carried out. The activity of Ras is determined by the method of analysis of low molecular weight compounds. The possibility of activation of the Ras, Rap1/MEK/ERK pathway under hydrostatic pressure is indicated. A quantitative RT-PCR method was used to detect the expression of SOX 9 mRNA in chondrocytes. In the presence of MEK inhibitor UO126, the occurrence of SOX 9 is induced by hydrostatic load, and the MEK/ERK circuit is reversed. Add SOX9 and write a factor of CREB to activate MEK/ERK under hydrostatic pressure. These results indicate that MEK/ERK pathway independent CREB pathway may induce the activation of other factors and the occurrence of Sox9 under hydrostatic load. A side, a side. These results indicate that hydrostatic stimulation activates multiple molecules and activates multiple cellular structures. Hydrostatic pressure stimulation of various types of cellular responses such as activation of cellular pathways such as cell proliferation and differentiation is expected to be used in the development of therapeutic methods for cartilage diseases in the future, as well as in the development of knowledge on stem cell regeneration and medical treatment.