筋肉のもとになる細胞が増殖するメカニズム解明
筑波大学の研究グループは骨格筋幹細胞の増殖を制御するメカニズムを同定したと発表しました。本研究成果によってこれまで困難とされていた骨格筋幹細胞の長期間の生体外培養が可能になれば、加齢による筋力低下のみならず、筋ジストロフィーの治療法開発にも繋がると期待されています。
我々の身体を構成する骨格筋は筋肉トレーニングにより肥大し、骨折や寝たきりにより萎縮するなど、非常に可塑性の高い組織であるといえます。骨格筋の可塑性に寄与するものとして、骨格筋組織内の骨格筋幹細胞の存在が知られます。骨格筋幹細胞の能力は老化や慢性疾患の罹患により下がっていき、筋肉量の低下やサルコペニア(加齢性筋肉減弱症)との繫がりも示唆されています。そこで本研究グループは骨格筋幹細胞を維持するメカニズムを解析しました。
骨格筋は損傷がない状態では休止期として存在していますが、激しい運動などで損傷を受けると筋分化制御因子を発現し骨格筋幹細胞は増殖します。このとき、増殖した細胞の多くは筋分化へ移行し新しい筋肉を形成し、残りの一部は筋分化へ移行せずに休止期に戻ることが知られます。このプロセスは骨格筋幹細胞数の維持に重要と考えられていますが、詳細は不明です。本研究では、過去に骨格筋幹細胞の休止期維持と自己複製プロセスへの関与が知られるelF2α分子に着目し、タンパク質翻訳機構を解析しました。解析の結果、elF2αのリン酸化によってmRNAレベルの変動を介さずに発現が上昇する分子としてTACC3を同定しました。さらに、モデルマウスの細胞を用いた解析によってTACC3は骨格筋幹細胞の自己複製と幹細胞増幅に必要であることが示されました。また、マウス生体内でも同様にTacc3遺伝子を欠損した骨格筋幹細胞は損傷後に増幅できず、筋再生不全がみられました。こうした一連の実験結果より、骨格筋幹細胞の維持に関わる分子機構の一端が示されました。
