NSC-34細胞の分化は、NGF受容体p75、グルタミナーゼ、NCAM L1の発現、ミトコンドリアの活性化、脂肪酸の介入に対する感受性によって特徴づけられる

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Acta Histochem..2020 Jul;122(5):151574. S0065-1281(20)30073-8. doi: 10.1016/j.acthis.2020.151574.Epub 2020-06-15.

NSC-34細胞の分化は、NGF受容体p75、グルタミナーゼ、NCAM L1の発現、ミトコンドリアの活性化、脂肪酸の介入に対する感受性によって特徴づけられる

Differentiation of NSC-34 cells is characterized by expression of NGF receptor p75, glutaminase and NCAM L1, activation of mitochondria, and sensitivity to fatty acid intervention.

Gerburg Keilhoff
Ricardo Pirex Mbou
Benjamin Lucas

PMID: 32622426 DOI: 10.1016/j.acthis.2020.151574.

抄録

疾患や外傷、脊髄の脱離などによる運動ニューロンの損傷は、内在性の再生能力が低いために不治の病となることが多い。そのため、発生・再生に関連した細胞過程の理解を深めることは、新しい治療法を開発する唯一の方法であると考えられます。本研究では、脊髄運動ニューロンのモデルとして認められているNSC-34ハイブリッド細胞株を用いて、神経細胞の分化を調べた。この細胞株の分化は、通常の培地から分化培地への切り替え、パルミチン酸とオレイン酸の補給によって刺激された。NSC-34細胞の神経分化を特徴づけるために、ニコチン性アセチルコリン受容体α4、NGF p75受容体、IGF Iα受容体、グルタミナーゼ、NCAM L1、ADAM10、ミエリン塩基性タンパク質の発現、ミトコンドリアの活性化を解析した。正常培地から分化培地への切り替えと脂肪酸塗布の両方がNSC-34の分化を刺激した。分化の特徴は、ニコチン性アセチルコリン受容体α4の発現が低下し、NGF受容体p75、グルタミナーゼ、NCAM L1の発現が亢進し、細胞表面から細胞内へと部分的に移行することであった。脂肪酸の介入により、ニコチン性アセチルコリン受容体α4の発現が安定化し、NGF受容体p75の発現が低下し、NCAM L1の発現プロファイルが強化され、NCAM L1切断に関連するADAM10の発現が増強された。しかし、NCAM L1切断自体は脂肪酸の介入によって影響を受けず、ミトコンドリアの分化に関連した活性化や神経細胞のフィロポディアへの変容が見られた。

Motor neuronal damage due to diseases, traumatic insults or de-afferentation of the spinal cord is often incurable because of poor intrinsic regenerative capacity. Hence, medical basic research has to provide a better understanding of development-/regeneration-related cellular processes as only way to develop new and successful therapeutic strategies. Here, we investigated the neuronal differentiation of the NSC-34 hybrid cell line, which is an accepted model for spinal cord motor neurons. Their differentiation was stimulated by switching from normal to differentiation medium and by supplementation with palmitic and oleic acid. To characterize neuro-differentiation of NSC-34 cells, expression of nicotinic acetylcholine receptor alpha 4, NGF p75 receptor, IGF I alpha receptor, glutaminase, NCAM L1, ADAM10 and myelin basic protein as well as activation of mitochondria were analyzed. Both switch from normal to differentiation medium and fatty acid application stimulated NSC-34 differentiation. Differentiation was characterized by diminishing expression of the nicotinic acetylcholine receptor alpha 4 and enhancing expression of the NGF receptor p75, of glutaminase, of NCAM L1 and it's partially transformation from the cell surface into the cell. Fatty acid intervention stabilized the expression of the nicotinic acetylcholine receptor alpha 4, diminished the expression of the NGF receptor p75, consolidated the expression profile of NCAM L1, and intensified the expression of the relevant for NCAM L1 cleavage ADAM10. However, NCAM L1 cleavage itself was unaffected by fatty acid intervention, as was the differentiation-relevant activation of mitochondria and their transformation into neuronal filopodia.