Abstract:

Skeletal muscle contains two distinct stem/progenitor populations. One is the satellite cell, which acts as a muscle stem cell, and the other is the mesenchymal progenitor, which contributes to muscle pathogeneses such as fat infiltration and fibrosis. Detailed and accurate characterization of these progenitors in humans remains elusive. Here, we performed comprehensive cell-surface protein profiling of the two progenitor populations residing in human skeletal muscle and identified three previously unrecognized markers: CD82 and CD318 for satellite cells and CD201 for mesenchymal progenitors. These markers distinguish myogenic and mesenchymal progenitors, and enable efficient isolation of the two types of progenitors. Functional study revealed that CD82 ensures expansion and preservation of myogenic progenitors by suppressing excessive differentiation, and CD201 signaling favors adipogenesis of mesenchymal progenitors. Thus, cell-surface proteins identified here are not only useful markers but also functionally important molecules, and provide valuable insight into human muscle biology and diseases.

日本語要旨:

骨格筋には幹細胞である筋衛星細胞細と、筋への脂肪浸潤やその線維化に寄与する間葉系前駆細胞の全く異なる幹/前駆細胞が存在するが、その詳細は不明であった。本研究では、ヒト骨格筋に存在するこれらの幹/前駆細胞の細胞表面タンパク質を包括的に解析し、筋衛星細胞についてはCD82及びCD318、間葉系前駆細胞についてはCD201を新規マーカーして同定した。これらのマーカーを用い、筋原性の前駆体と間葉系前駆体を区別し、単離することが可能になった。機能解析においては、CD82が過剰な筋分化を抑制することにより筋原性の前駆体の増殖と保存を調節していること、またCD201シグナルにより間葉系細胞の脂肪分化を促進することが明らかとなった。よって、本研究で同定されたこれらの細胞表面タンパク質は、骨格筋における幹/前駆細胞の有効なマーカーであるだけでなく、ヒト骨格筋の恒常性維持機構や疾患のさらなる理解のために重要な分子であろう。