2021 Fiscal Year Annual Research Report
筋組織恒常性維持機構における細胞内イオンの分配制御
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19K12777
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
浅野 豪文 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (30552476)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 骨格筋分化 / 細胞融合 / 細胞内カルシウム / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋は単核の筋芽細胞が互いに融合することで多核の合胞体である筋管細胞を誘導する。筋肉の成長と再生に寄与する重要な過程であるが、この過程において細胞内カルシウムが関わっていることが示唆されている。本年度は構築した筋形成モニターシステムを用いて筋芽細胞の融合応答を評価した。特定の標的配列loxPにDNA組換え酵素Creが働くことによる部位特異的組換え反応を利用した遺伝子組換え実験系Cre-loxpを利用して、筋管細胞形成の経時的変化を解析した。loxPで挟まれた光スイッチ（Channelrhodopsin: ChR）と蛍光タンパク質（EGFP/RFP）を発現する筋芽細胞（ChR-EGFP/RFP）と Cre-BFPを発現する筋芽細胞（Cre-BFP）が融合するとloxPとの間で組換えが起き、RFP蛍光が誘導される。これらの細胞を共培養して筋分化を誘導すると、蛍光観察により形態的な指標では曖昧な筋芽細胞の融合現象の経時変化を視覚化することができ、感度よく検出することができた。光スイッチを導入した細胞（ChR-EGFP/RFP）に青色光を照射すると、光に応答して細胞内カルシウム上昇が起きることを確認している。そこで筋分化誘導時に光を照射した際の融合応答を調べた。刺激を与えていない細胞と刺激を与えた細胞のRFP蛍光輝度の総和を比較すると、刺激した細胞において上昇していることが認められた。さらに形成された1つの筋管細胞に含まれる核数と横径を測定したところと、刺激を与えずに培養した細胞に比べて核数、横径ともに有意に高値を示した。筋芽細胞の分化誘導時にカルシウムシグナルを生じさせることで、筋芽細胞の融合が促されて筋管細胞径の成長が起きていることが示唆された。現在、筋芽細胞の融合に至適な光照射条件の探索を進めている。
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