ミオシンVIを欠失した筋芽細胞による異常筋管形成は、細胞骨格組織の変化、筋芽細胞の接着、融合に関連している

Formation of Aberrant Myotubes by Myoblasts Lacking Myosin VI Is Associated with Alterations in the Cytoskeleton Organization, Myoblast Adhesion and Fusion.

• Lilya Lehka
• Małgorzata Topolewska
• Dominika Wojton
• Olena Karatsai
• Paloma Alvarez-Suarez
• Paweł Pomorski
• Maria Jolanta Rędowicz

抄録

私たちは以前、型破りなミオシンVI（MVI）が筋芽細胞の分化に関与しているのではないかと考えていました。本研究では、天然型ミオシンVIノックアウトマウス（MVI-KO）の後肢筋肉由来の初代筋芽細胞培養を用いて、ミオシンVIの関与機構を明らかにした。その結果、MVI-KOの筋管は対照ヘテロ接合筋芽細胞（MVI-WT）よりも早く形成され、核が中心に配置されたミオサック様筋管の数が3倍に増加することが観察された。また、筋原性転写因子Pax7、MyoD、ミオジェニンのレベルにも変化が見られた。これは、アクチン細胞骨格および接着構造組織の変化を伴っていた。また、タリンや焦点接着キナーゼ（FAK）などの焦点接触形成に関与するタンパク質のレベルが有意に低下していることが観察された。興味深いことに、M-カドヘリンやドレブリンといった細胞間コミュニケーションに関与するタンパク質のレベルも影響を受けていた。さらに、筋芽細胞の膜融合に重要なタンパク質であるミオメイカーとミオメルガーのレベルは、細胞内での局在には影響を与えずに、時間依存的に変化していることが観察された。これらのデータは、MVIが存在しない場合には、細胞骨格形成を制御する機構や筋芽細胞の接着・融合が異常に制御され、異常な筋管の形成につながることを示唆している。

We have previously postulated that unconventional myosin VI (MVI) could be involved in myoblast differentiation. Here, we addressed the mechanism(s) of its involvement using primary myoblast culture derived from the hindlimb muscles of Snell's waltzer mice, the natural MVI knockouts (MVI-KO). We observed that MVI-KO myotubes were formed faster than control heterozygous myoblasts (MVI-WT), with a three-fold increase in the number of myosac-like myotubes with centrally positioned nuclei. There were also changes in the levels of the myogenic transcription factors Pax7, MyoD and myogenin. This was accompanied by changes in the actin cytoskeleton and adhesive structure organization. We observed significant decreases in the levels of proteins involved in focal contact formation, such as talin and focal adhesion kinase (FAK). Interestingly, the levels of proteins involved in intercellular communication, M-cadherin and drebrin, were also affected. Furthermore, time-dependent alterations in the levels of the key proteins for myoblast membrane fusion, myomaker and myomerger, without effect on their cellular localization, were observed. Our data indicate that in the absence of MVI, the mechanisms controlling cytoskeleton organization, as well as myoblast adhesion and fusion, are dysregulated, leading to the formation of aberrant myotubes.