肌肉每天都会反复受损和再生,以保持身体健康。这种肌肉再生不可或缺的是存在于肌肉中并在愈合受伤部位发挥作用的干细胞“卫星细胞”。阐明保持卫星细胞正常的机制被认为导致阐明保持肌肉本身正常的机制。
这一次,作为蛋白水解系统的蛋白水解系统对于卫星细胞的维持必不可少的事实是日本学术振兴会研究员北岛康夫博士,长富良一教授,正史教授Aoki 和东北大学研究生院的 Naoki Suzuki 助理教授在共同研究中变得清晰。
通常,在健康细胞中,会产生新的蛋白质,同时破坏不需要的蛋白质,将不需要的蛋白质降解的机制称为蛋白酶体。由于蛋白酶体的破坏已被证明会导致各种疾病,因此本研究侧重于卫星细胞与蛋白酶体诱导的蛋白水解之间的关系。
首先,当制造出缺乏构成蛋白酶体的蛋白质 Rpt3 的小鼠时,卫星细胞在大约 2 周内减少,肌肉再生无法正常进行。使用培养细胞的分析结果发现,Rpt3的缺陷抑制卫星细胞的增殖和肌肉分化并诱导细胞死亡。这时发现,据报道参与细胞增殖的蛋白p53过度活化,p53参与了蛋白水解系统受抑制引起的卫星细胞功能障碍,这一点就清楚了。
这一结果阐明了维持肌肉干细胞正常的部分机制,有望在未来应用于干细胞研究和再生医学。