マウス樹立筋芽細胞株C2C12は、高濃度の血清を含む培養条件下では未分化状態を保って増殖するが、血清濃度が低下すると細胞融合を伴う最終分化を起こし多核の筋管細胞を形成する。私は、C2C12の増殖分化を制御する因子を検索するため、Insulin,Transferrinを含む無血清条件化でC2C12を分化誘導する系を用いた。その結果、無血清分化誘導培地にリゾフォスファチジン酸(LPA)を加えることにより、bFGFと同様、C2C12細胞の増殖が促進され(細胞数の増加およびBrdUの取り込みの上昇)、同時に分化が抑制される(分化マーカーの発現ならびに多核筋管細胞の形成の抑制)ことを見いだした。これらの作用はいずれも数Mの濃度で引き起こされ、以前より報告のあった線維芽細胞の増殖促進能とほぼ同様の濃度で作用した。更にLPAと構造的に類似している種々の脂質は同様の活性を示さないことから、これらの作用がLPAにより特異的にもたらされていることが明かとなった。LPAは血小板により産生され生体内に広く分布し、種々の細胞系で幅広い生理活性を持つことが知られているが、細胞分化を制御する例としては始めての知見であり、LPAの生物学的役割を考える上でも興味深い。

　LPAの作用は他の細胞ではGiタンパク質を介するものと介さないものに大別される。百日咳毒素を用いて検討したところ、C2C12細胞の増殖促進分化抑制活性は百日咳毒素で阻害され、Giタンパク質を介するとわかった。一方、bFGFの活性は阻害されず、Giの関与は否定された。LPAは血清中に数M存在することも考え合わせると、LPAは、血清中のGiタンパク質を介するC2C12の増殖分化制御活性の少なくとも一部を担っていると考えられた。thrombinがGiを介する分化抑制因子であるという報告があるが、詳細な解析はなされておらず、LPAを新しく同定したことにより、このGiを介する増殖分化制御機構の解析が進むことが期待された。

　LPAとbFGFそれぞれ十分量を共存させるとその増殖促進能および分化抑制能に相乗効果が認められた。このことは、LPAとbFGFが異なった細胞内機構を用いて作用していることを強く示唆する。

　筋細胞の分化は、MyoDファミリーの一群のbasic helix-loop-helixタンパク質によって担われていることが明らかになっている。MyoDファミリーはMyoD,myogenin,myf-5,MRF-4の4種のタンパク質よりなる。MyoDおよびmyf-5が増殖期の筋芽細胞で発現し筋細胞系譜の維持に働いているのに対し、myogeninは筋芽細胞が増殖を停止し最終分化を起こす際に発現し、最終分化の実現に必須であることが明かとなっている。

　LPA,bFGFあるいは血清といった因子の分化抑制作用はこれらMyoDファミリーの因子を標的にしている可能性が高いため、MyoD,myf-5,およびmyogeninの発現を解析した(MRF-4はこの系では検出限界以下であった)。その結果、以下のような興味深い結果を得な。

　1。LPAあるいは血清がMyoDの発現を維持しつつ筋芽細胞の増殖を維持しているのに対して、bFGFはMyoD自身の発現を抑制していることが明らかになった。この時タンパク質と共にmRNAも減少し、転写レベルでの制御を受けていることがわかった。

　2。myf-5に関しては、MyoDとは対照的に,LPA,bFGF共にそのmRNA発現に大きな影響を与えないことがわかった。

　3。いずれの場合もmyogeninの発現はmRNA,タンパク質共に抑制されていた。

　以上のように、LPA(または血清)はbFGFとは異なる細胞内機序により筋芽細胞の分化を制御していることが明かとなった。MyoDファミリーの因子の発現が異なる増殖因子により異なる制御を受けていることは筋細胞の発生、分化を考えるうえで重要な示唆を含むと考えている。同時に、他の細胞系では明かとはならなかったチロシンキナーゼ系とG蛋白質系の増殖刺激シグナルの作用点の差異を明確にした点でも重要である。

　MyoDファミリーの発現パターンに加えて、LPAとbFGFによる増殖促進分化抑制活性には細胞レベルでの明確な差異が認められた。C2C12筋芽細胞をLPA,bFGFまたは血清の存在下で長期間(5日)培養すると、細胞は培養器内でコンフルエントに達する。この間に、LPAまたは血清で培養した場合は分化が誘導され、myogeninと共に最終分化のマーカーが発現し筋管を形成する。これに対して、bFGFで培養した場合は分化は強力に抑制され、筋管細胞はほとんど形成されなかった(このbFGFの効果はLPAとの共存により増強された)。このときはmyogeninのみならずMyoDの発現も抑制されたままであり、bFGFの作用は細胞同志の接触よりも優位であると考えられた。