2014 Fiscal Year Annual Research Report
心臓線維化に関わる細胞群の機能分担と細胞環境の役割解析
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25253011
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
黒瀬 等 九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (10183039)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲矢 道雄 九州大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (80464387)
長坂 明臣 九州大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (10723877)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2017-03-31
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| Keywords | 線維芽細胞 / 筋線維芽細胞 / 心筋梗塞 / 線維化 / 貪食 / 炎症 / 死細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心筋梗塞などで生じる線維化は、過剰に産生されたコラーゲンが組織間隙に蓄積した病態である。コラーゲンは筋線維芽細胞により産生される。また、心筋梗塞時には、組織の壊死に伴い多くの死細胞が生じ、細胞内タンパク質が遊離され炎症が引き起こされる。このため、効率よく死細胞を除去することは過剰な炎症を防ぐためにも必要である。本年度は、すでに見出している筋線維芽細胞がコラーゲンを産生するとともに、死細胞の除去にも働いている知見をさらに発展させ確立するために次のことを行った。心臓より線維芽細胞を単離し、TGF-β刺激を行うと線維芽細胞が筋線維芽細胞に分化した。分化に伴い、筋線維芽細胞がMFG-E8を合成・分泌するようになった。MFG-E8はアポトーシス細胞に存在するホスファチジルセリンと死細胞を貪食する細胞表面に発現しているインテグリンを架橋させる分子で、アポトーシス細胞が貪食されるのを助ける分子である。心筋梗塞時に生じる死細胞の表面にもホスファチジルセリンが発現していることから、MFG-E8の細胞外への分泌は死細胞の消去に役立つ。筋線維芽細胞の貪食能をマクロファージと比べると、筋線維芽細胞はマクロファージとほぼ同程度の貪食能をもつことが明らかになった。線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化は心筋梗塞などのストレス時に生じる。心筋梗塞時に線維芽細胞が筋線維芽細胞へと分化し死細胞を貪食することで、過剰な炎症応答を抑制していると考えられた。また、筋線維芽細胞が死細胞を貪食すると、筋線維芽細胞が産生するサイトカイン産生が抑制されたことから、筋線維芽細胞は死細胞を消去するとともに過剰な炎症が引き起こされないような仕組みを持っていることが明らかになった。
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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
おおよそ予定していた実験を終わっており、残された期間の実験を行うことで結論を得ることができると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
筋線維芽細胞の働きと細胞外環境による筋線維芽細胞の制御メカニズムを明らかにする。すでに、マウスの心筋梗塞処置後に生じる死細胞を筋線維芽細胞が貪食・消去することを見出している。マウスで観察された現象がヒトでも起きているかをヒトサンプルの免疫染色にて検討する。ヒトへの応用を考えると、MFG-E8の投与により心筋梗塞処置による組織傷害や炎症性サイトカインの発現、あるいは線維化や心機能などの回復を示すことは必須である。そこで、心筋梗塞処置後、リコンビナントのMFG-E8を投与し、これらの項目について検討する。細胞外環境による相互作用は細胞外pHに焦点を当てて検討する。4種存在するpH感知性受容体のいずれが線維芽細胞あるいは筋線維芽細胞に発現しているのか検討する。線維芽細胞または筋線維芽細胞に発現が認められた場合、細胞をpH刺激しどのような応答が引き起こされるのか検討する。一方、線維芽細胞または筋線維芽細胞に発現が認められない場合、血管内皮細胞との相互作用を検討する。血管内皮細胞にはpH感知性受容体が発現していることを見出していることから、pH刺激した血管内皮細胞の細胞外培養液を線維芽細胞に加え、どのような影響を与えるか検討する。こののち、pH刺激後の内皮細胞からmRNAを調製しマイクロアレイ解析を行う。発現が上昇している遺伝子群のうち、シグナル配列を持つ遺伝子を筋線維芽細胞に作用させ、どのような応答が引き起こされるか検討する。効果の観察された遺伝子については、ノックアウトマウスがすでに樹立されている場合、ノックアウトマウスを購入し、その効果を検討する。これらの結果より、筋線維芽細胞の機能調節と炎症や線維化との角形、またこれら応答における細胞外環境とくにpH変化が果たす役割を明らかにする。
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| Remarks |
研究室ホームページ
http://chudoku.phar.kyushu-u.ac.jp/
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