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

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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。