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| エイリアス | MYF5、bHLHc2、筋原性因子5、EORVA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | OMIM : 159990; MGI : 97252; HomoloGene : 4085; GeneCards : MYF5; OMA :MYF5 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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筋原性因子5は、ヒトではMYF5遺伝子によってコードされるタンパク質である。 [5] これは、筋肉の分化または筋形成、特に骨格筋の発達を制御する上で重要な役割を果たすタンパク質である。Myf5は、筋原性調節因子（MRF）として知られるタンパク質ファミリーに属している。これらの基本的なヘリックスループヘリックス転写因子は、筋原性分化において順次作用する。MRFファミリーのメンバーには、Myf5、MyoD（Myf3）、 ミオジェニン、およびMRF4（Myf6）が含まれる。[6]この転写因子は、すべてのMRFの中で最も早く胚で発現し、胚では数日間のみ顕著に発現する（具体的には、マウスでは体節形成後約8日目から体節形成後14日目まで持続する）。[7]この転写因子は、その間に筋原性前駆細胞を骨格筋にするように誘導する働きをする。実際、増殖中の筋芽細胞での発現により、決定因子として分類されている。さらに、Myf5は筋肉の発達を制御するマスターレギュレーターであり、線維芽細胞で強制的に発現すると筋肉の表現型を誘導する能力を持っています。[8]
表現
Myf5 は初期体節の皮筋節で発現し、筋原細胞を決定し、筋芽細胞に分化させます。[7] 具体的には、皮筋節の背内側部分で最初に見られ、これが上軸筋節に発達します。[7]上軸部分 (背筋になる部分) と下軸部分 (体壁と四肢の筋肉) の両方で発現しますが、これらの組織系統では異なる方法で制御され、代替分化の一部を提供します。最も注目すべきは、Myf5 は上軸系統ではソニック ヘッジホッグによって活性化されるのに対し、[9]下軸細胞では転写因子 Pax3 によって直接活性化されることです。[10]四肢筋原細胞 (下軸筋節に由来) は、実際には四肢芽に移動するまで Myf5 や MRF を発現し始めません。[11] Myf5は、少なくともゼブラフィッシュにおいては、頭部の筋肉を形成する非体節性傍軸中胚葉でも発現している。[12]
この遺伝子の産物は細胞を骨格筋系統に導くことができるが、このプロセスに絶対に必要なわけではない。多数の研究で、他の 2 つの MRF、MyoD と MRF4 との冗長性がわかっている。これら 3 つの因子がすべて存在しないと、骨格筋のない表現型となる。[13]これらの研究は、Myf5 ノックアウトでは骨格筋に明らかな異常がないことが示された後に実施された。[14]このシステムの高い冗長性は、骨格筋の発達が胎児の生存にとっていかに重要であるかを示している。いくつかの証拠は、Myf5 と MyoD が別々の筋系統の発達に関与しており、同じ細胞で同時に発現しないことを示す。[15]具体的には、Myf5 は上軸発達の開始に大きな役割を果たすが、MyoD は下軸発達の開始を指示し、これらの別々の系統はどちらか一方の欠如を補うことができる。このため、実際には重複していないと主張する人もいますが、これは言葉の定義によって異なります。それでも、これらの「MyoD依存性」および「Myf5依存性」のサブポピュレーションが別々に存在するかどうかは議論の余地があり、これらのMRFは実際には筋前駆細胞で共発現していると主張する人もいます。[10]この議論は現在も続いています。
Myf5 は主に筋形成に関連しているが、他の組織でも発現している。まず、褐色脂肪前駆細胞で発現している。しかし、その発現は褐色脂肪前駆細胞に限定されており、白色脂肪前駆細胞には限定されていないため、これら 2 つの系統の発達上の分離の一因となっている。[16]さらに、Myf5 は体節で確認されてから数日後に神経管の一部 (ニューロンを形成する部分) で発現している。この発現は最終的に抑制され、余分な筋肉の形成を防ぐ。[17]脂肪形成と神経形成における Myf5 の特定の役割と依存性はまだ調査されていないが、これらの発見は、Myf5 が筋形成以外の役割を果たしている可能性があることを示している。Myf5 は近位肋骨の発達を制御する間接的な役割も果たしている。Myf5 ノックアウトでは骨格筋は正常であるが、近位肋骨の異常により呼吸が困難になり、死に至る。[15]
Myf5 は、胚発生中に数日間しか存在しないにもかかわらず、特定の成体細胞で発現しています。サテライト細胞 (骨格筋の幹細胞プール) の重要な細胞マーカーの 1 つとして、成体筋肉の再生に重要な役割を果たします。[18]具体的には、損傷に反応してこれらのサテライト細胞が短時間増殖できるようにします。この最初の増殖の後に、分化が始まります (他の遺伝子によって制御されます)。実際、Myf5 がダウンレギュレーションされていない場合、分化は発生しません。[19]
ゼブラフィッシュでは、Myf5は胚の筋形成で最初に発現するMRFであり、幼生期の筋肉は正常に形成されるものの、成体の生存には必須である。Myf5;Myod二重変異ゼブラフィッシュでは筋肉が形成されないため、Myf5はMyodと協力して筋形成を促進する。[20]
規制
Myf5 の調節は、複雑な調節システムを可能にする多数のエンハンサー要素によって決定されます。Myf5 が関与する筋形成中のほとんどのイベントは、複数のエンハンサーの相互作用によって制御されますが、発現を開始する重要な初期エンハンサーが 1 つあります。これは初期上皮エンハンサーと呼ばれ、活性化により上皮筋節での Myf5 の発現の「ゴー」信号が発せられ、そこで Myf5 が最初に観察されます。[21]神経管からのソニック ヘッジホッグがこのエンハンサーに作用して活性化します。[9]その後、染色体には、下皮部、頭蓋部、四肢などで Myf5 発現を調節するためのさまざまなエンハンサーが含まれます。 [21]この上皮筋節での Myf5 の早期発現は、筋節の形成そのものに関与しますが、それ以上のことは何もしません。最初の発現の後、他のエンハンサー要素によって、発現する場所と期間が決まります。それぞれの筋原細胞集団（胚内の異なる場所）は、異なるエンハンサーセットによって制御されていることは明らかである。[22]
臨床的意義
臨床的意義としては、この転写因子の異常が、低酸素症（酸素不足）が筋肉の発達に影響を及ぼすメカニズムの一部となっている。低酸素症は、Myf5（および他のMRF）の発現を阻害することで、部分的に筋肉の分化を阻害する能力がある。これにより、筋肉前駆細胞が有糸分裂後の筋線維になるのを防ぐ。低酸素症は催奇形性があるが、この発現阻害は可逆的であるため、低酸素症と胎児の出生異常との間に関連があるかどうかは不明である。[23]
参考文献
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さらに読む
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