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心筋梗塞や心肥大などの心疾患時において、虚血や圧負荷などの過度なストレスにより心臓では心筋細胞などの細胞が細胞死を起こす。これらの死細胞から細胞内容物が漏出し、病理的な炎症応答の原因となる。この炎症を契機として、マクロファージなどの免疫担当細胞や常在性の線維芽細胞、内皮細胞など様々な細胞から筋線維芽細胞が分化・増殖する。この筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外マトリックスを産生することで組織の線維化を亢進する細胞として知られており、過剰な線維化は、組織の機能不全を引き起こす。しかしながら、線維化の実行細胞である筋線維芽細胞の性質には未だ不明な点が多い。特にそれぞれの細胞から筋線維芽細胞への分化のメカニズムは、多くの部分が謎に包まれている。そこで本研究では、筋線維芽細胞の分化に関与する因子を探索することを目的とした。これまでに、我々は筋線維芽細胞の線維化関連因子の発現量が変化する培養条件を見出し、さらに筋線維芽細胞の分化制御に必要な候補因子群を絞り込んでいる。本年度は、この分化制御に必要な候補因子群のうち、特に重要な因子の組み合わせについて検討した。その結果、単一の因子を筋線維芽細胞に導入することで、筋線維芽細胞の分化状態を制御することを見出した。また、線維化関連因子の発現量が変化する条件で培養した筋線維芽細胞の性質を明らかにするため、様々な遺伝子の発現を調べたところ、数種類の細胞マーカー分子の発現量が変化することを見出した。以上の結果から筋線維芽細胞の分化制御メカニズムの一端が明らかになり、本研究成果は心疾患時における線維化の制御メカニズム解明に繋がるものと考えられる。
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