タンパク分解系に着目した筋幹細胞調節機構の解明

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本研究では、骨格筋幹細胞特異的プロテアソーム機能不全マウスを用い、骨格筋幹細胞におけるプロテアソームの役割について明らかにすることを目的とする。筋幹細胞特異的にプロテアソーム機能不全を起こすために、筋幹細胞特異的なPax7プロモーター下流にCre組換え酵素を挿入したPax7-CreERT2マウスに、Rpt3f/fマウスを掛け合わせて筋幹細胞特異的プロテアソーム不全マウス（KOマウス）を作出した。これまでに、KOマウスにおいて、筋幹細胞プールの減少が起きていることが分かっていた。幹細胞プール減少はどのように起きているのかを詳細に検討した。幹細胞プールの減少は、TUNEL陽性の細胞死が亢進していることと細胞増殖抑制が起きていることが分かった。これらがどのようなメカニズムで起きているかを調べた。まず、コントロールとKOマウス由来の幹細胞を用いてマイクロアレイ解析を行った。それによるとKOマウスでは、最も上位にはプロテアソーム系が上がってきた。プロテアソーム機能不全モデルであるため、この実験系が妥当であることが裏付けられた。次にp53経路の活性化が認められたため、個々に遺伝子・タンパクレベルでも解析したところ、KOマウスではp53が亢進していることを突き止めた。KOマウスの細胞増殖抑制がこのp53経路の活性化によるものであることを確かめるため、p53が活性化しているKOマウス由来の筋幹細胞にp53遺伝子ノックダウンを行ったところ、細胞増殖抑制をレスキューできた。以上により、KOマウスでの細胞増殖抑制はp53経路の活性化により引き起こされることが明らかになった。