2021 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

Research Project

Project/Area Number	18K12047
Research Institution	Sano Nihon University College
Principal Investigator	市川純佐野日本大学短期大学, その他部局等, 講師(移行) (70368207)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords	骨髄間葉系幹細胞 / イオンチャネル / TRPC6 / 機械刺激 / 細胞周期 / 増殖 / 細胞骨格 / 再生医療
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、骨髄間葉系幹細胞（bone marrow mesenchymal stem cell, 以下BMSC）におけるTRPC6チャネルを介した機械刺激応答が、細胞周期制御に果たす役割とメカニズムについて解明することを目的とする。これまでに、TRPC6チャネルの特性である受容体刺激と機械刺激の協働作用によるチャネル活性の増強が、M期進行を制御しつつ増殖を促進すること、それらにアクチン骨格の形成が影響すること等を、パッチクランプや細胞内Caイメージング法、生細胞蛍光指示薬calcein-AMによる増殖率の検討によって明らかにしてきた。詳細な刺激条件を検討したところ、機械刺激の添加によるチャネル活性の増幅は、低濃度の受容体刺激薬投与時により高まりやすいこと、その条件下では増殖促進効果も顕著となることが明らかになった。さらに、これらの刺激を受けて増殖したBMSCの品質検討を、癌化および正常分化能に着目して行った結果、特に問題は見られなかった。以上の結果から、TRPC6チャネルの受容体刺激と機械刺激の協働作用においては効果的な刺激条件が存在し、機械刺激によるチャネル応答の増幅効率が高いと増殖促進効果も高いこと、その環境で得られたBMSCは再生医療応用に不可欠な品質の安全性を保持していることが明らかになった。TRPC6の受容体刺激・機械刺激協働効果を利用すれば、安全で効率の良いBMSCの培養法が確立できると見込まれる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 受容体刺激・機械刺激協働作用によるTRPC6のチャネル活性増幅条件について検討した結果、低濃度の受容体刺激薬（Gタンパク共役型受容体を活性化するアンジオテンシンⅡあるいはUTPを使用）と組み合わせた時が、機械刺激投与時の増幅に最も効果的であることが明らかになった。一方で機械刺激は、ある一定以上の強度が必要であることもわかった。また、機械刺激による増幅度が高い刺激条件で、最も顕著な増殖促進効果が確認された。上記の条件で増殖させた細胞の品質を検討するため、癌化および正常分化能（骨芽細胞あるいは脂肪細胞への分化）について精査した。その結果、無刺激で培養した細胞と同様、癌細胞マーカーによる染色結果はネガティブであり、骨芽細胞および脂肪細胞への分化誘導は正常に成功した。
Strategy for Future Research Activity	TRPC6の受容体刺激・機械刺激協働作用によるチャネル活性の増幅比率が、増殖促進度と正の関係にあるかを、機械刺激の種類と強度のデータも加えて数値化しプロファイルを作成する。また、アクチン以外の細胞骨格阻害薬（M期で紡錘糸を形成するmicrotubuleの阻害薬等）の効果を確認する。それらの結果を踏まえて、機械刺激によるTRPC6の活性化が増殖シグナルへと変換される分子機構の手掛かりを探る。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス蔓延による学会のオンライン開催等によって次年度使用額が発生した。また所属の移動に伴う新たな研究環境の立ち上げを行っている間の実験作業予定が遅れたため、一部の消耗品使用予定額が次年度へ持ち越された。「今後の研究の推進方策」に記載した内容の遂行に必要な消耗品購入、および学会発表費と論文投稿費として使用する計画である。