病的骨格筋組織において発現誘導されるアンキリン蛋白質CARPの機能解析

• Project/Area Number: 17790267
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Experimental pathology
• Research Institution: Oita University (2006); Tottori University (2005)
• Principal Investigator: 中田 知里 大分大学, 医学部, 技術職員 (60379625)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 発生・分化 / 骨格筋 / 病理学

Research Abstract

本研究は「仮説:CARPが筋サルコメア構造の維持・安定化に関与している」の証明を目的とする。CARPは成人正常骨格筋ではほとんど検出できないが、筋ジストロフィーなど種々の神経筋疾患では発現が著しく上昇する。このことは骨格筋の病的状況下でCARPが特異的な機能を果たす可能性を示唆している。当初CARPは心筋での発現が注目され、心肥大に対し抑制的な働きをすると考えられている。機能として、構造蛋白質myopalladinとCARPの相互作用を間接的に阻害するとサルコメアが崩壊することが報告されている。私は骨格筋においてもCARPは構造蛋白質として機能し、病的な状況においてサルコメア構造が不安定な筋線維に誘導され、その構造を維持・安定化しているのではないかと考えている。また筋分化過程においても発現誘導されることから、サルコメア新規構築時にその構造を安定化することにより、筋の分化成熟に関与する可能性がある。
マウス初代筋芽細胞株において、CARP発現は分化誘導によって著しく発現が上昇する。分化誘導前後でCARP mRNAの発現量はほとんど変化しないが、CARP蛋白質は分化誘導後24時間で著しく蓄積した。CARP発現は蛋白質レベルで制御されていると考えられる。
分化誘導時にsiRNAによってCARPの発現を抑制すると、筋管細胞の成熟度がわずかに上昇した。また、CARPファミリーの一つであるARPPの発現量が上昇した。CARP発現レベルの変化が筋分化に影響することが示唆されたことから、筋芽細胞が筋管細胞を形成する過程において、CARPがどの段階に寄与しているかを調べた。
心筋細胞においてCARPを過剰発現させると、p21の発現が上昇することが報告されている。筋分化過程において、p21は筋芽細胞の細胞周期を停止させ、筋分化を誘導する。CARPがp21の誘導に関与しているかを調べた。また、cyclin Dなどの細胞周期関連蛋白質の発現、活性に変化があるかを検討している。