| 研究概要 |
本研究の目的は,磁場,模擬微小重力等の物理的環境が,運動器系細胞の筋芽細胞,骨芽細胞の分化にいかなる影響を及ぼしているかを分化誘導因子とその細胞内シグナル分子の挙動で明らかにすることにある.平成13年度は,筋芽細胞,骨芽細胞を培養し,遺伝子導入装置で微小磁性体を細胞内に導入して磁場環境(0,01〜0,05T)で細胞を培養した.また,重力分散型模擬微小重力発生装置(3D-クリノスタット)を使って重力分散による筋芽細胞,骨芽細胞の分化の経時的変化を解析した.
それにより以下の知見を得た.
1)微小磁性体を細胞内に導入し,磁場環境で細胞を培養すると形態学的,筋・骨分化調整因子から筋芽細胞,骨芽細胞の分化が促進された.同時に細胞内シグナル伝達に関わるMAPキナーゼ・ファミリー(MAPK/ERK, p38,SAPK/JNK)のリン酸化をみるとp38のみ特異的に活性が高まった.
2)3Dクリノスタットで細胞を培養すると形態学的,筋・骨の分化調整因子から骨芽細胞の分化が抑制された.同じく細胞内シグナル伝達に関わるMAPキナーゼ・ファミリーのリン酸化をみるとp38のみ特異的に活性が低下した.
以上から筋芽細胞,骨芽細胞の分化の促進,抑制には物理的刺激が関与し,MAPキナーゼ・ファミリー(MAPK/ERK, P38,SAPK/JNK)のうち,p38がそれら物理的刺激に対して応答することが分かった.
上記の成果を得て,ヒト筋芽細胞を分化させて筋管細胞を発現してから3D-クリノスタントで長期培養を行うと,経時的に筋管細胞が消えで初期の筋芽細胞へ脱分化することを形態学的,筋特異的分化誘導因子の分子細胞生物学的手法を使って確認した.これは将来,再生医療分野での細胞の初期化または脱分化の技術に使える可能性が考えられる.
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