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骨格筋の可塑性の発現には、筋組織の組織幹細胞である筋衛星細胞(サテライトセル)が重要な役割を果たしている。筋損傷後の再生において、サテライトセルは活性化されて主要な役割を演じていることから、骨格筋量を維持する(筋萎縮を抑制する)にはサテライトセルの賦活化が鍵となる。そこで本研究では、(1)骨格筋再生機構およびその能力に関与するサテライトセルの役割およびその由来を明らかにし、(2)サテライトセルの増殖や分化を促す因子を見出し、骨格筋の再生能力を高める具体的方策を見出すことを目的とする。本研究は3年計画で実施され、本年度はその2年目に当たる。まず、骨格筋組織に再生を促すG-CSF投与方法の確立に関する検討を行い、筋損傷前のプレコンディショニングが有効であることを明らかにした。このことは、サイトカインが骨格筋組織幹細胞あるいはサテライトセルの活性化において重要な役割を演じていることを強く示唆するものである。また、筋タンパク増量ならびに再生における骨格筋細胞の細胞周期を増殖期および分化に移行させる細胞内シグナルについて、カルディオトキシン(CTX)投与による筋損傷モデル(C57BL/6Jマウス)を用いて検討した。その結果、温熱ストレス、女性ホルモン(estrogen)および筋収縮(筋活動)が筋の再生を促すシグナルを骨格筋細胞に発生させることが明らかとなった。温熱ストレスについては培養骨格筋細胞を用いて検討し、温熱刺激によりサイトカインシグナルの発生が認められた。以上より、骨格筋組織における筋タンパク増量ならびに再生におけるストレス感受性組織幹細胞およびサテライトセルを活性化させる細胞性因子はサイトカインである可能性が示唆された。
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