2018 Fiscal Year Research-status Report
骨髄間葉系幹細胞の細胞周期制御における機械刺激受容チャネルTRPC6の役割
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18K12047
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
市川 純 福岡大学, 医学部, 講師 (70368207)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 機械刺激 / 骨髄間葉系幹細胞 / TRPC6 / 細胞周期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの細胞には外部からの機械刺激に応答し細胞内シグナルへと変換する機構が備わっている。体性幹細胞である骨髄間葉系幹細胞（以下bone marrow mesenchymal stem cell, 以下BMSC）においても、機械刺激による様々な機能制御の存在を示唆する報告があるが、そのメカニズムに関しては不明な点が多く残されている。機械刺激を細胞内シグナルへと変換するには、イオンチャネル・接着因子とそのアダプタータンパク・ストレスファイバー等の細胞骨格が複合的に働くと考えられており、非電位依存性陽イオンチャネルTRPファミリーを含む機械刺激受容チャネル群はその第一変換器であると言える。本研究は、BMSCに発現する機械刺激受容チャネルTRPC6の細胞周期制御における役割を明確にし、増殖や分化の効率的な誘導および分子メカニズムの解明を目的とする。
平成30年度は、BMSCの機械刺激応答性カチオン電流の性質をパッチクランプ及び細胞内カルシウムイメージングにより検討した。その結果、膜伸展刺激単独では応答が見られないが、受容体活性化薬との共刺激により応答が増強することが明らかとなった。この性質は、TRPC6強制発現HEK細胞を用いた研究（Inoue R. et al., Circ. Res., 104: 1399-1409, 2009）で報告されている内容と一致している。また、siRNA法によりBMSCのTRPC6発現を抑制したところ、BMSCの機械刺激応答及び細胞周期進行が阻害された。さらに、細胞周期同調培養法を用いて検討した結果、機械刺激応答性は細胞周期ステージで異なることも明らかになった。以上のことから、BMSCにおけるTRPC6を介した機械刺激応答と細胞周期進行には深い関連があることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
BMSCの機械刺激に対するカチオン電流応答性について、細胞周期同調培養法等と組み合わせて詳細に検討し、TRPC6と機械刺激応答および細胞周期進行には密接な因果関係があることを示唆する結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
BMSCの増殖に対する機械刺激の効果について伸展刺激装置（共同利用施設）等を用いて検討すると共に、これに対するTRPC6活性の影響をsiRNAやTRPC6チャネルブロッカーを用いた実験により検討を進める。また、機械刺激を受けた細胞が正常状態であるか（多分化能の維持、癌化の有無）を検討し、安全な臨床応用が可能であるかを確認する。さらに、TRPC6を介した機械刺激－増殖シグナル変換機構の解明を進める。
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| Causes of Carryover |
小型データ収集装置の購入を予定していたが、新機種発売予定に伴い購入時期を遅らせた。次年度以降に購入予定である。平成29年度で終了予定だった現使用機種（旧型）の賃借期間の延長が認められたため、平成30年度の研究遂行に支障はなかった。
次年度は、主に機械刺激による増殖効果を検討するための試薬や消耗品に使用する予定である。特に長期間（数日～1週間）の連続的機械刺激に耐えうるよう、シリコン製伸展チャンバーの細胞接着性を高める工夫が必要であり、期間内に確実に研究を遂行するためには特殊加工を施したディスポーザブルタイプのチャンバーの購入が必須となる。その他、学会旅費・参加費として使用する。
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