[ODP-121] Clostridium perfringens α-toxin inhibits myogenic differentiation of C2C12 cells
【目的】ウエルシュ菌のα毒素は，ホスホリパーゼC (PLC) やスフィンゴミエリナーゼ（SMase）活性を有し，本菌によるガス壊疽の原因毒素である。α毒素は，マウスの筋肉に投与すると筋肉組織の破壊を誘導し，ガス壊疽の感染拡大に関与する。これまでに，本毒素はマウス筋芽細胞であるC2C12細胞に対して細胞毒性は示さなかった。そこで，α毒素のC2C12細胞の筋細胞分化過程に対する影響を検討した。
【方法と結果】C2C12細胞は，培地をウマ血清を含むDMEMに交換後，3から5日間のインキュベーションで，多核の筋管細胞に分化する。そこで，C2C12細胞にα毒素を添加して分化過程を観察すると，本毒素処理で筋管形成が阻害された。次に，筋分化を促進する転写因子であるMyoDとMyogeninの発現量を調べると，未処理細胞では，分化に伴ってMyoDとMyogeninの発現が増加するが，α毒素処理では，これらの発現は抑制された。一方，筋の分化を抑制するMyostatinの発現を検討すると，未処理細胞と比較して本毒素処理した細胞で増加した。α毒素のSMase活性によりスフィンゴミエリン（SM）を分解して生成するセラミド（Cer）はC2C12細胞の筋分化を抑制することが知られている。そこで，α毒素処理後のCer産生を測定すると，本毒素処理でC2C12細胞内のCer産生が短時間で増加した。さらに，CerアナログであるC2-cerをC2C12細胞に作用させると，未処理細胞と比較して分化が抑制された。
【考察】ウエルシュ菌α毒素は，C2C12細胞において，そのSMase活性により，SMを分解してCerを産生する。これによりMyoDとMyogeninの発現が減少し，さらに，Myostatinの発現が増加する。その結果，筋管形成が抑制されると考えられる。
【方法と結果】C2C12細胞は，培地をウマ血清を含むDMEMに交換後，3から5日間のインキュベーションで，多核の筋管細胞に分化する。そこで，C2C12細胞にα毒素を添加して分化過程を観察すると，本毒素処理で筋管形成が阻害された。次に，筋分化を促進する転写因子であるMyoDとMyogeninの発現量を調べると，未処理細胞では，分化に伴ってMyoDとMyogeninの発現が増加するが，α毒素処理では，これらの発現は抑制された。一方，筋の分化を抑制するMyostatinの発現を検討すると，未処理細胞と比較して本毒素処理した細胞で増加した。α毒素のSMase活性によりスフィンゴミエリン（SM）を分解して生成するセラミド（Cer）はC2C12細胞の筋分化を抑制することが知られている。そこで，α毒素処理後のCer産生を測定すると，本毒素処理でC2C12細胞内のCer産生が短時間で増加した。さらに，CerアナログであるC2-cerをC2C12細胞に作用させると，未処理細胞と比較して分化が抑制された。
【考察】ウエルシュ菌α毒素は，C2C12細胞において，そのSMase活性により，SMを分解してCerを産生する。これによりMyoDとMyogeninの発現が減少し，さらに，Myostatinの発現が増加する。その結果，筋管形成が抑制されると考えられる。