筋神経系の再構築過程における細胞内シグナル伝達分子の役割に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670030
• Research Institution: Osaka University of Health and Sport Sciences
• Principal Investigator: 上 勝也 大阪体育大学, 体育学部, 教授 (20204612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仙波 恵美子 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00135691)
• Keywords: 骨格筋再生 / STAT3 / サテライト細胞 / 運動ニューロン / in situハイブリダイゼーション / 免疫組織化学 / MyoD / PCNA

Research Abstract

申請者らの先行研究では、LIF/gp130/LIFRの下流で活性化される細胞内シグナリング分子の一つ、STAT3が筋再生過程の一時期に活性化される可能性を生み出した。そこで本研究では、筋挫傷した損傷筋線維と脊髄運動ニューロンにおけるSTAT3の活性化状況を明らかにすることを主な目的として取り組んだ。
活性化STAT3は、筋挫傷早期の筋核に認められ、STAT3陽性核を持つ筋線維は生存筋線維であることがわかった。次にサテライト細胞にSTAT3の活性化が誘導されているかどうかを検討した結果、STAT3はc-Met陽性サテライト細胞核に発現することを確認した。増殖筋芽細胞にSTAT3の活性化が誘導されているかどうかを検討したところ、STAT3はPCNA陽性-MyoD陽性筋芽細胞核、すなわち増殖筋芽細胞にもその活性化を維持していることが明らかになった。増殖停止筋芽細胞にはSTAT3の活性化の消失が示され、さらにMyoD陽性の中心核を持つ筋管細胞にもSTAT3の活性化は認められなかった。従って活性化サテライト細胞と増殖筋芽細胞に認められたSTAT3の活性化には、LIF/gp130/LIFRが強く影響を及ぼしていると考えられた。
筋挫傷は運動・感覚ニューロンにも再生反応を誘導する。運動ニューロンにおけるSTAT3の活性化状態を検討したところ、正常状態では僅かであった活性化STAT3の陽性反応は、運動ニューロンでのLIFRや筋内神経シュワン細胞でのLIFの発現増強と一致してその活性化の増加が認められた。このようなリガンド、受容体、細胞内シグナリング分子の活性化を明らかにした本研究実績から、損傷筋線維やシュワン細胞で産出されるLIFは筋線維と運動ニューロンの両方を刺激して、筋神経系の再構築に作用するサイトカインとして重要な役割を演じていると考えられた。

Research Products

• [Publications] Kami K, Senba E: "In vivo activation of STAT3 signaling in satellite cells and myofibers in regenerating skeletal muscles"J Histochem Cytochem. Vol.50. 1579-1589 (2002)
• [Publications] 上 勝也: "骨格筋の適応変化-細胞・分子レベルでの観察-"バイオメカニクス研究. 第6巻. 208-219 (2002)
• [Publications] 上 勝也, 仙波 恵美子: "筋再生と細胞内シグナル伝達"生体の科学. 第52巻. 328-333 (2001)
• [Publications] 上 勝也: "新運動生理学下巻"〓内 千一. 406 (2001)
• [Publications] 上 勝也: "身体運動・栄養・健康のQ&Aシリーズ「骨格筋と運動」"太田 博. 164 (2001)