骨格筋分化効率の向上に寄与する小胞体ストレスと応答分子の機能解明

阐明有助于提高骨骼肌分化效率的内质网应激和反应分子的功能

基本信息

批准号：
16J11238
负责人：
徳武優佳子
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11238/
关键词：
骨格筋分化小胞体ストレス応答 IRE1-XBP1

项目摘要

マウス骨格筋細胞株C2C12に対してXBP1-shRNAを導入してXBP1ノックダウン細胞を作製し、骨格筋分化に生じる影響について解析した。XBP1をノックダウンすると筋管形成に著しい抑制が起こり、分化に不可欠なMRFsだけでなく、ミトコンドリア生合成に関わるPGC-1αや、MEF2ファミリー分子の遺伝子発現も抑制されることが明らかとなった。XBP1をノックダウンした細胞では、分化過程のアポトーシス細胞死が過剰となることが明らかとなった。通常の筋細胞でも分化誘導後24時間～48時間にかけて死細胞の緩やかな増加が見られたが、分化誘導後24時間のXBP1ノックダウン細胞では死細胞数が対照区と比較して7倍近く増加しており、その後はむしろ減少した。また、XBP1ノックダウン細胞ではアポトーシスの実行因子であるCleaved-Caspase3発現が、分化誘導後12時間で対照区の2倍以上高くなっていた。この結果は、XBP1が骨格筋分化における細胞保護的な役割を担っていることを示唆している。XBP1ノックダウン細胞で確認されたアポトーシス促進が、ミトコンドリア生合成の抑制および、酸化ストレスによって生じている可能性を鑑み、XBP1ノックダウン細胞におけるミトコンドリア量、活性酸素種（ROS）の定量解析を行ったが、いずれも変化は認められなかった。一連の解析によってXBP1は骨格筋分化に不可欠な因子であり、血清飢餓による分化誘導の際に細胞保護的な役割を担うことが明らかとなった。しかしながらXBP1が分化調節に寄与する具体的な下流シグナルおよび作用機序に関しては、さらなる検討が必要である。

将XBP1-shRNA引入到小鼠骨骼肌细胞系C2C12中以产生XBP1敲低细胞，并分析了对骨骼肌分化的影响。 XBP1的敲低导致了肌管形成的显着抑制，并且已经揭示了MRF不仅对分化至关重要，而且PGC-1α的基因表达也涉及线粒体生物合成，MEF2家族分子涉及。已经揭示了击倒XBP1的细胞在分化过程中导致过度凋亡细胞死亡。尽管正常的肌细胞在分化诱导后的24小时内逐渐增加死细胞的逐渐增加，但与XBP1敲除诱导后24小时中的对照截面相比，死细胞的数量增加了近7倍，此后减少了。此外，在XBP1敲低细胞中，裂解的caspase3是一种支持凋亡的因子，在分化诱导后12小时时在对照组中高的两倍以上。该结果表明XBP1在骨骼肌分化中起细胞保护作用。考虑到在XBP1敲低细胞中确认的促凋亡的可能性是由抑制线粒体生物合成和氧化应激引起的，对线粒体水平的定量分析和XBP1敲低细胞中的活性氧（ROS）进行了定量分析，但没有经过变化。一系列分析表明，XBP1是骨骼肌分化的重要因素，在通过血清饥饿诱导分化中起着细胞保护作用。但是，需要进一步考虑XBP1有助于分化调控的特定下游信号和作用机制。