MYF5
ホモサピエンスにおけるタンパク質コード遺伝子
MYF5
識別子
エイリアスMYF5、bHLHc2、筋原性因子5、EORVA
外部IDOMIM : 159990; MGI : 97252; HomoloGene : 4085; GeneCards : MYF5; OMA :MYF5 - オルソログ
オーソログ
種人間ねずみ
エントレズ

4617

17877

アンサンブル

ENSG00000111049

ENSMUSG00000000435

ユニプロット

P13349

P24699

RefSeq (mRNA)

NM_005593

NM_008656

RefSeq（タンパク質）

NP_005584

NP_032682

場所（UCSC）12章: 80.72 – 80.72 Mb10章: 107.32 – 107.32 Mb
PubMed検索[3][4]
ウィキデータ
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筋原因子5は、ヒトではMYF5遺伝子によってコードされてい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持つタンパク質である。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番に作用する。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）がある。[6]この転写因子は、すべてのMRFの中で最も早く胚で発現され、胚では数日間のみ顕著に発現する（具体的には、体節形成後約8日目から、マウスでは体節形成後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なるように決定する機能を果たす。実際、増殖中の筋芽細胞でのその発現は、決定因子として分類されることにつながっている。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、線維芽細胞で強制発現すると筋肉の表現型を誘導する能力を持っている。[8]

表現

Myf5 は初期体節の皮筋節で発現し、筋原細胞を決定過程へと導き、筋芽細胞へと分化させる。[7] 具体的には、Myf5 は皮筋節の背内側部で最初に確認され、そこから背側筋節へと発達する。[7] Myf5 は筋節の背側 (背部の筋肉になる部分) と体壁および四肢の筋肉となる部分の両方で発現しているが、これらの組織株では異なる制御が行われ、分化の代替要因となっている。最も注目すべきは、Myf5 は背側系統ではソニック ヘッジホッグによって活性化されるが、[9]体壁下層の細胞では転写因子 Pax3 によって直接活性化されることである。[10]四肢筋原細胞 (背側筋節由来) は、実際には四肢芽に移動するまで Myf5 や MRF の発現を開始しない。[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へ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およびMRF4との冗長性が示されている。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ノックアウトで骨格筋に明らかな異常がないことが示された後に行われた。[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が上軸発達の開始に大きな役割を果たす一方で、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「重複」という言葉の定義によって異なります。しかしながら、「MyoD依存性」と「Myf5依存性」の別々のサブポピュレーションの存在については議論があり、これらのMRF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ますが、他の組織でも発現しています。まず、褐色脂肪前駆細胞で発現します。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つの系統の発生学的差異の一因となっています。[16]さらに、Myf5は体節で発現が認められてから数日後に、神経管（後にニューロンを形成する部分）の一部で発現します。この発現は最終的に抑制され、余分な筋肉形成を抑制します。[17]脂肪形成と神経発生におけるMyf5の具体的な役割と依存性はまだ解明されていませんが、これらの知見は、Myf5が筋形成以外にも役割を果たしている可能性を示しています。Myf5は近位肋骨の発達を制御する間接的な役割も担っています。Myf5ノックアウトマウスは骨格筋は正常ですが、近位肋骨の異常により呼吸困難に陥り、死滅します。[15]

Myf5は胚発生中のわずか数日間しか存在しないにもかかわらず、特定の成体細胞で依然として発現しています。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一つとして、成体筋の再生において重要な役割を果たしています。[18]具体的には、Myf5は、損傷に反応してこれらのサテライト細胞の短時間の増殖を可能にします。この最初の増殖の後、分化（他の遺伝子によって制御）が始まります。実際、Myf5の発現が低下しなければ、分化は起こりません。[19]

ゼブラフィッシュにおいて、Myf5は胚の筋形成において最初に発現するMRFであり、幼生期の筋肉形成は正常に行われるものの、成体の生存には必須である。Myf5とMyodの二重変異体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エレメントによって決定されます。筋形成におけるMyf5が関与する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。これは初期上皮筋節（epaxial dermomyotome）と呼ばれ、活性化はMyf5の発現開始の「ゴー」シグナルとなり、上皮筋節でMyf5が最初に発現します。[21]神経管由来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、下皮筋節、頭蓋部、四肢などにおけるMyf5の発現を制御するための様々なエンハンサーが含まれています。 [21]上皮筋節におけるMyf5のこの初期発現は、筋節の形成そのものに関与していますが、それ以上の作用はありません。最初の発現後、他のエンハンサーエレメントが、Myf5の発現場所と発現期間を決定します。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は、低酸素症（酸素欠乏）が筋発達に影響を及ぼすメカニズムの一端を担っていると考えられます。低酸素症は、Myf5（およびその他のMRF）の発現を阻害することで、筋分化を阻害する能力を有しています。これにより、筋前駆細胞が有糸分裂後の筋線維となることが阻害されます。低酸素症は催奇形性物質ですが、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関連の有無は依然として不明です。[23]

参考文献

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さらに読む

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