筋原線維形成の動態と機構に関する分子細胞生物学的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06670010
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 嶋田 裕 千葉大学, 医学部, 教授 (70009116)
• 研究分担者: 小宮山 正敏 千葉大学, 医学部, 助手 (70175339) ; 豊田 直二 千葉大学, 医学部, 講師 (00188822)
• キーワード: 筋原線維 / 筋蛋白質 / ダイナミクス / アイソフォーム / アクチン / ミオシン / トロポニン

研究概要

蛍光色素ロ-ダミンで標識したアクチン(筋型および非筋型)をニワトリ胚心臓由来の心筋細胞および線維芽細胞の培養細胞にマイクロインジェクションし、1-3時間放置して注入したアクチン分子を細胞倍構造(心筋細胞の筋原線維[MF]および線維芽細胞のストレスファイバー[SF])に取り込ませた。次に構造に取り込まれた標識をレーザー光でブリーチしたのち、蛍光の回復(FR)を追跡して、これらの構造におけるアクチンのダイナミクスを追求した。(1)SFのFRは、MFのどの部分のFRよりも早かった。このことはSFのアクチンフィラメントは、そのどの部分においても早い動態を示していることと関連していると考えられた。(2)MFにおいて、筋型アクチンのFRは非筋型アクチンのFRより早かった。このことはMF内のアクチン分子は、異なる組織由来の非筋型アクチンとは容易には置き換えられないことを示していると考えられた。さらに形成途上のMF各部におけるアクチンのダイナミクスを比較すると、MFの横紋のある部分のアクチンは横紋のない部分やMFの末端の部分よりも安定していることが判明した。すなわち、発達中のMFは発生段階の違いにより異なったアクチンのダイナミクスを示すと考えられた。(3)SFにおいては、その近位部分と末端部分とで、筋型アクチンおよび非筋アクチン両者共に同じダイナミクスを示していた。この所見はSFが未熟で活発な運動性を示すことと関連していると思われた。

研究成果

• [文献書誌] Masatoshi Komiyama: "Troponin and dystrophin in regenerating muscle fibers with and without denervation." Muscle & Nerve. 17(9). 1062-1064 (1994)
• [文献書誌] Zhen-Hua Zhou: "Effects of cycloclorotine on myofibrils in cardiomyocytes and on actin filament bundles in fibroblasts in vitro." Natural Toxins. 2(6). 378-385 (1994)
• [文献書誌] Yutaka Shimada: "Development of connectin/titin and nebulin in striated muscles of the chicken." Advances in Biophysics. 33. 223-234 (1996)
• [文献書誌] Masatoshi Komiyama: "The intracellular sorting of myosin alkali light chain isoproteins reflects the sequence of developmental expression as determined by double epitope-tagging competition." Journal of Cell Science. 109. 2089-2099 (1996)
• [文献書誌] Yutaka Shimada: "Dynamics of actin in cardiac myofibrils and fibroblast stress fibers." Cell Structure and Function. 22(1)(印刷中). (1997)
• [文献書誌] Naoji Toyota: "Developmental Mechanisms of Heart Diseases (Expression of troponin C and I genes analyzed at the mRNA and protein levels in developing muscles.)" Futura, 679(71-77) (1995)
• [文献書誌] 嶋田裕: "新筋病理学(デスミン,ビメンチン,シネミン,フィラミン)" 南江堂, 946(254-260) (1995)