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Notchシグナルは筋サテライト細胞などの組織幹細胞において増殖・分化を制御する役割を持っているとされているが、分化を終えた成熟組織における機能については明らかでない。本研究は最終分化を遂げた骨格筋線維におけるNotchシグナルの機能を明らかにすることを目的とした。
まず骨格筋線維におけるNotch遺伝子およびタンパク質の発現の有無を調べるために、マウスの足底筋を摘出しコラゲナーゼ処理することで単一骨格筋線維を遊離させ、実体顕微鏡下で採取した。Notch1から4まで4つのNotch遺伝子のうち、単離した骨格筋線維にはNotch2遺伝子のみが発現することが確認された。
そこで骨格筋線維においてNotch2シグナルが恒常的に活性化する筋線維特異的Notch2細胞内ドメイントランスジェニックマウスを作製し、フェノタイプの変化を調べたところ、特に速筋において顕著な筋萎縮を認めた。そこで萎縮した前脛骨筋の遺伝子発現網羅解析を行い、筋萎縮を惹起する候補遺伝子を探索した。
一方、野生型マウスの骨格筋に筋萎縮を惹起させるため、後肢懸垂および坐骨神経の切断を行い、足底筋から骨格筋線維を単離し、筋萎縮に伴うNotch2シグナルの経時的変化を観察した。その結果、坐骨神経切断によってのみ、Notch2タンパク質の顕著な変化を認めた。以上の結果から、最終分化を遂げた骨格筋線維において、運動神経入力の遮断はNotch2シグナルを介して筋萎縮を引き起こすことが示された。骨格筋のNotch2シグナルは筋量の決定に重要な役割を担っていることが示唆された。
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