異なる胚由来のヒト骨格筋における10個のサルコメリックMyHCアイソフォームの発現と同定。哺乳類における多様性と類似性

Expression and identification of 10 sarcomeric MyHC isoforms in human skeletal muscles of different embryological origin. Diversity and similarity in mammalian species.

• Francesco Mascarello
• Luana Toniolo
• Pasqua Cancellara
• Carlo Reggiani
• Lisa Maccatrozzo

抄録

哺乳類ゲノムの中で、ミオシン重鎖（MyHC）アイソフォームのうち、太いフィラメントを形成する分子構造からサルコメリックと呼ばれるファミリーが同定されている。本研究では、この種を他の哺乳類との比較のための参考として用い、ヒト骨格筋における10種類のサルコメリックアイソフォームの発現を評価することを目的とした。この目的のために、体細胞由来、前駆体由来、前駆体由来の多種多様なヒト骨格筋における MyHC mRNA 発現を検出・定量するための定量的リアルタイム PCR アッセイの条件を設定した。以下の遺伝子MYH1、MYH2、MYH3、MYH4、MYH6、MYH7、MYH8、MYH13、MYH14/7bおよびMYH15の特異的な発現パターンは、様々な筋肉サンプルで実証された。mRNAの発現を分析した同じ筋肉サンプルで、対応するMyHCタンパク質をSDS PAGEとウエスタンブロットで調べた。mRNA-タンパク質の比較により、電気泳動の移動速度に基づいて10個の異なるタンパク質を同定することができた。移行速度に基づいて、３つのグループが形成された：β／スロー／１、α心筋およびファースト２Ｂからなる高速移行型、ファースト２Ｘ、ファースト２Ａおよび２つの発生アイソフォーム（ＮＥＯおよびＥＭＢ）からなる低速移行型、ＥＯＭＹＨＣ、スローＢ（ＭＹＨ１５の産物）、スロートニック（ＭＹＨ１４／７ｂの産物）からなる中間移行型である。特に興味深かったのは、2B-MyHCに対応するタンパク質バンドが喉頭筋で確認されたことと、10のアイソフォームがすべて眼外筋で発現していることを発見したことです。これらの後者の筋肉は、眼外筋、スローB（MYH15の産物）およびスロートニック（MYH14/7bの産物）の特異的な局在である。

In the mammalian genome, among myosin heavy chain (MyHC) isoforms a family can be identified as sarcomeric based on their molecular structure which allows thick filament formation. In this study we aimed to assess the expression of the 10 sarcomeric isoforms in human skeletal muscles, adopting this species as a reference for comparison with all other mammalian species. To this aim, we set up the condition for quantitative Real Time PCR assay to detect and quantify MyHC mRNA expression in a wide variety of human muscles from somitic, presomitic and preotic origin. Specific patterns of expression of the following genes MYH1, MYH2, MYH3, MYH4, MYH6, MYH7, MYH8, MYH13, MYH14/7b and MYH15 were demonstrated in various muscle samples. On the same muscle samples which were analysed for mRNA expression, the corresponding MyHC proteins were studied with SDS PAGE and Western blot. The mRNA-protein comparison allowed the identification of 10 distinct proteins based on the electrophoretic migration rate. Three groups were formed based on the migration rate: fast migrating comprising beta/slow/1, alpha cardiac and fast 2B, slow migrating comprising fast 2X, fast 2A and two developmental isoforms (NEO and EMB), intermediate migrating comprising EO MyHC, slow B (product of MYH15), slow tonic (product of MYH14/7b). Of special interest was the demonstration of a protein band corresponding to 2B-MyHC in laryngeal muscles and the finding that all 10 isoforms are expressed in extraocular muscles. These latter muscles are the unique localization for extraocular, slow B (product of MYH15) and slow tonic (product of MYH14/7b).

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