筋肉の『幹細胞』を正常に保つメカニズムを解明

最終更新日:2019年6月26日

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臨床検査技師コラム

筋肉の『幹細胞』を正常に保つメカニズムを解明

2018.12.26

東北大学は11月1日、北嶋康雄氏(日本学術振興会特別研究員SPD(長崎大学大学院医歯薬学総合研究科博士))が、永富良一氏(同大大学院医工学研究科健康維持増進医工学分野(兼大学院医学系研究科運動学分野)教授)、青木正志氏(同大大学院医学系研究科神経内科学分野教授)、鈴木直輝氏(同助教)らと共同で行った研究によって、サテライト細胞(筋肉の幹細胞)の維持において、「プロテアソーム系(タンパク質分解系)」が必須であることを発見したことを発表した。

同研究成果は、国際幹細胞学会(ISSCR)が発行する科学誌「Stem Cell Reports」(電子版)に公開されている。

様々な疾患につながる「プロテアソーム」の破綻

筋肉の再生に欠かせないサテライト細胞。それを正常に保つメカニズムを解明できれば、筋肉そのものを正常に保つメカニズムの解明にもつながる。

また、健康な細胞における「プロテアソーム(不要なタンパク質を分解する機構のひとつ)」が破綻することは、様々な疾患につながることも、最近の研究で示されている。

タンパク質分解系の抑制によって、筋肉の再生不全

今回の研究グループは、サテライト細胞とプロテアソームによるタンパク質分解との関係に着目。

プロテアソームを構成する「Rpt3(タンパク質)」を欠損させたマウス実験では、プロテアソームによるタンパク質分解は抑制され、約2週間でサテライト細胞が減少し、筋肉の再生が正常に行われないことが判明。

培養細胞を用いた解析結果からは、「Rpt3」欠損によりサテライト細胞の増殖・筋分化が抑制され、細胞死が誘導されることが分かった。

また、この増殖抑制や細胞死の際に、細胞増殖などに関わることが報告されている「p53(タンパク質)」の過剰な活性化が起こっていることを発見。

「p53」の機能を人為的に抑制すると、サテライト細胞の増殖抑制が軽減されたことから、タンパク質分解系の抑制により引き起こされるサテライト細胞の機能不全に「p53」が関与していることを突き止めた。

タンパク質分解系の不全や「p53」は老化との関連も指摘されている。

今回の発見は、筋肉の幹細胞であるサテライト細胞とタンパク質分解系、さらには老化をつなぐ研究の端緒になりそうだ。

幹細胞研究の基礎的な理解と再生医療への応用が期待

今回の研究成果では、タンパク質分解系が筋肉の幹細胞を維持するためには必須であり、それらの破綻が起こることで、筋肉の再生不全が引き起こされることが明らかになった。

同研究グループは、幹細胞研究の基礎的な理解と再生医療への応用が期待されることしている。

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