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細胞:老化した筋幹細胞におけるpSmad3およびNotch間の不均衡はCDK阻害因子を誘発する

Nature 454, 7203 doi: 10.1038/nature07034

成体の骨格筋は、生物の一生を通じて確実に再生されるが、筋の加齢に伴いその修復能力は低下し、ついには失われる。以前の研究で、筋幹細胞(サテライト細胞)の再生能力は老化した筋細胞ではNotchの活性低下が原因で賦活化されないこと、Notchを局所で強制的に活性化させると若返りが可能なことが示唆されている。本論文では、老化した筋では、Notch活性の喪失に加えて、ミオスタチン以外のトランスフォーミング増殖因子(TGF)βが過剰に産生され、そのため内在性のサテライト細胞でTGF-β/pSmad3が異常に高レベルになり、再生能が阻害されることを報告する。さらに重要なことに、内因性NotchおよびpSmad3は、サテライト細胞の増殖制御では互いに拮抗関係にあり、Notchの活性化が、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)阻害因子p15、p16、p21、およびp27のTGF-βに依存した上方制御を妨げるのに対して、Notchの阻害はこれらを誘導する。さらに、筋幹細胞でNotch活性は、細胞周期進行を負に調節するこれらの因子のプロモーターへのpSmad3の結合を決定する。老化し損傷を受けた筋では、TGF-β/pSmad3の減少により、in vivoで、サテライト細胞の再生が回復する。したがって、内因性pSmad3および活性化Notch間の均衡が筋幹細胞の再生能力を制御しており、老化した筋のマイクロニッチでこの均衡が崩れると再生が妨げられる。

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