幹細胞からの心筋細胞分化におけるインテグリン情報伝達系の役割

• 研究課題/領域番号: 15790141
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 国立医薬品食品衛生研究所
• 研究代表者: 佐藤 陽治 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子細胞医薬部第2室, 室長 (40312285)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 心筋細胞 / 幹細胞 / 再生医療 / インテグリン

研究概要

<可能ならば成果公表をしばらく見合わせたいと存じます。詳細は添付の調書参照>
心筋幹細胞移植は心筋梗塞治療における新しい手法として注目されているが、実用化には幹細胞から目的とする細胞種(=心筋細胞)への効率的な分化誘導の技術が不可欠であり、また細胞移植の安全性を評価・確保するためには心筋細胞分化の機序をより詳細に理解する必要がある。本研究では細胞-基質間および細胞-細胞間の接着分子、かつ情報伝達分子であるインテグリンに着目し、特定のインテグリン関連分子が心筋細胞分化を調節するという仮説を立て、マウス胚性癌細胞由来幹細胞(CL6細胞)の心筋細胞分化に影響を与えるインテグリン関連分子を同定し、その役割を検討することを目標とした。まず、細胞外マトリクスが心筋細胞分化に及ぼす影響を検討したところ、ファイブロネクチンがCL6細胞の心筋細胞分化を有意に抑制したことから、インテグリン関連分子の心筋細胞分化への関与が示唆された。次にCL6細胞のサブラインをクローニングし、そのうち4株とCL6細胞、およびCL6細胞の親株であるP19細胞の計6株における心筋細胞分化を評価すると同時に、各細胞株の遺伝子発現プロファイルをDNAマイクロアレイによって比較検討した。その結果、心筋細胞分化と有意な相関を示す遺伝子群が単離された。この遺伝子群の中に、インテグリンとファイブロネクチンとの結合においてキーとなるインテグリン分子中のドメインと高い相同性を示す機能未知のタンパク質をコードするものを発見し、このタンパク質をCMP2と命名した。最も心筋分化効率の高いCL6細胞のサブラインにおいてCMP2の遺伝子発現をRNAiによってノックダウンしたところ、心筋細胞分化が完全に阻害された。また、CMP2はそのアミノ酸配列から可溶性タンパク質と予想された。これらの結果から、CMP2は細胞外マトリクスとインテグリンとの間の相互作用を調節しながら心筋細胞分化を誘導することが初めて示唆された。