2023 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内エネルギー代謝調節による顎骨骨髄間葉系幹細胞の分化制御機構の解明
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21K10005
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
石井 正和 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00456683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 正宏 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (00294570)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 間葉系幹細胞 / 分化 / ミトコンドリア機能 / ROS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
顎骨骨髄由来間葉系幹細胞（MBMSC）は腸骨骨髄由来間葉系幹細胞（IBMSC）に比べて脂肪分化能が低いことが知られているが、その分化制御メカニズムは不明である。MSCの脂肪分化制御において、ミトコンドリア機能の活性化と活性酸素種（ROS）の役割が注目されている。そこでMBMSCの脂肪分化制御機構におけるミトコンドリア機能の活性化とROSの役割を評価した。本研究では、MBMSCとIBMSCにおいて、脂肪分化誘導に伴うミトコンドリア膜電位の変化、ミトコンドリアDNAコピー数、ミトコンドリア生合成関連遺伝子発現によってミトコンドリア機能の活性化を評価した。MBMSCおよびIBMSCの両細胞は脂肪分化誘導によってミトコンドリア機能の活性化が誘導され、両細胞間で有意な差はなかった。ROSはMSCの脂肪分化において促進的な作用を示すことが知られている。そこで、MBMSCとIBMSCにおいて、脂肪分化に伴うROS産生変化とROS産生酵素のNOX4発現を比較した。MBMSCはIBMSCに比べてNOX4発現が有意に低く、細胞内ROS濃度も有意に低いことが明らかとなった。次に、NOX４遺伝子を過剰発現させることによる脂肪分化に与える影響を評価した。NOX4遺伝子の過剰発現によって、ROSの産生が増加し、初期脂肪分化転写因子の発現が増加したが、後期脂肪分化転写因子や脂肪滴蓄積は変化しなかった。次に、メナジオン処理によってROS産生を誘導することによるMBMSCの脂肪分化に与える影響を評価した。メナジオン処理によって脂肪分化早期転写因子のC/EBPβおよびC/EBPβ発現が増加した。しかし、メナジオン処理によってMBMSCの脂肪滴形成を増加させることはできなかった。これらの結果は、ROSはMBMSCの脂肪分化過程において初期段階において部分的に作用している可能性が明らかとなった。
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