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タンパク分解系に着目した筋幹細胞調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16J00431
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sports science (B)
Research InstitutionNagasaki University
Research Fellow 北嶋 康雄  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 特別研究員(SPD) (70734416)
Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords骨格筋 / 筋幹細胞 / タンパク分解系
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、骨格筋幹細胞特異的プロテアソーム機能不全マウスを用い、骨格筋幹細胞におけるプロテアソームの役割について明らかにすることを目的とする。筋幹細胞特異的にプロテアソーム機能不全を起こすために、筋幹細胞特異的なPax7プロモーター下流にCre組換え酵素を挿入したPax7-CreERT2マウスに、Rpt3f/fマウスを掛け合わせて筋幹細胞特異的プロテアソーム不全マウス(KOマウス)を作出した。KOマウスからFACS(Fluorescence Activated Cell Sorting)を用いて、幹細胞を単離し、qPCRにより目的遺伝子が有意に発現低下していたことから、系がうまくいっていることを確認した。また、これらの細胞を用いてプロテアソーム活性を評価したところ、KOマウス由来の筋幹細胞において有意に活性低下していた。ノックアウトの影響を確認するために、ノックアウト後に体重および筋重量を解析したところ、コントロールとKOマウスでは差は認められなかった。さらに骨格筋機能を調べるために、持久力テストを行ったところ、運動持続時間においても差は認められなかった。そこでintactな骨格筋において、筋幹細胞数を定量したところ、KOマウスでは幹細胞プールの減少が起きており、それらは細胞死によるものであることがわかった。また、細胞増殖能を解析したところ、KOマウス由来の筋幹細胞ではコントロールに比べて、増殖能が低下していることがわかった。これらの細胞をアレイにかけて、網羅的に調べたところ、いくつかのシグナル系が亢進していることを突き止めた。それらについて遺伝子・タンパクレベルで個々に確認し裏づけをとることができた。次年度はこのシグナル系が、KOマウスでの重要なシグナル系であることを更なる多角的な解析で明らかにしたい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

KOマウスにおいて亢進している系および抑制されている系を同定した。これらに注目して、プロテアソーム不全による主のメカニズム解明を進める。

Strategy for Future Research Activity

研究計画どおり進んでいるため、引き続き進めていきたい。また、研究を進めていく上で、新たに亢進している系および抑制されている系がわかってきた。次年度はここに注目して詳細な解析を進めていきたい。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report

Research Products

(12 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article Presentation Book

  • [Journal Article] Histone H3.3 sub-variant H3mm7 is required for normal skeletal muscle regeneration.2018

    • Author(s)
      Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Ono Yusuke、Taguchi Hiroyuki、Yoshioka Kiyoshi、Kitajima Yasuo、Xie Yan、Sato Yuko、Iwasaki Takeshi、Nogami Jumpei、Okada Seiji、Komatsu Tetsuro、Semba Yuichiro、Takemoto Tatsuya、Kimura Hiroshi、Kurumizaka Hitoshi、Ohkawa Yasuyuki
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 9 Pages: 1400-1400

    • DOI
      10.1038/s41467-018-03845-1
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Notch1 and Notch2 Coordinately Regulate Stem Cell Function in the Quiescent and Activated States of Muscle Satellite Cells2018

    • Author(s)
      Fujimaki Shin、Seko Daiki、Kitajima Yasuo、Yoshioka Kiyoshi、Tsuchiya Yoshifumi、Masuda Shinya、Ono Yusuke
    • Journal Title

      Stem Cells

      Volume: 36 Pages: 278-285

    • DOI
      10.1002/stem.2743
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Aberrant astrocytic expression of chondroitin sulfate proteoglycan receptors in a rat model of amyotrophic lateral sclerosis2017

    • Author(s)
      Shijo Tomomi、Warita Hitoshi、Suzuki Naoki、Kitajima Yasuo、Ikeda Kensuke、Akiyama Tetsuya、Ono Hiroya、Mitsuzawa Shio、Nishiyama Ayumi、Izumi Rumiko、Aoki Masashi
    • Journal Title

      J Neurosci Res

      Volume: 96 Pages: 222-233

    • DOI
      10.1002/jnr.24127
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of the hypoxia-inducible factor pathway induced by prolyl hydroxylase domain 2 deficiency enhances the effect of running training in mice2016

    • Author(s)
      Nunomiya A, Shin J, Kitajima Y et al.
    • Journal Title

      Acta Physiologica

      Volume: 220(1) Pages: 99-112

    • DOI
      10.1111/apha.12751
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nrf2-mediated regulation of skeletal muscle glycogen metabolism.2016

    • Author(s)
      Uruno A, Yagishita Y, Katsuoka F, Kitajima Y, Nunomiya A, Nagatomi R, Pi J, Biswal SS, Yamamoto M.
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Biology

      Volume: 36 Pages: 1655-1672

    • DOI
      10.1128/mcb.01095-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition),2016

    • Author(s)
      Klionsky DJ., Abdelmohsen K., Abe A., Abedin MJ.,Inomata M., et al.
    • Journal Title

      Autophagycineol.

      Volume: 12(1) Pages: 1-122

    • DOI
      10.1080/15548627.2015.1100356
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Visualizing the Functional Heterogeneity of Muscle Stem Cells.2016

    • Author(s)
      Kitajima Y, Ogawa S and Ono Y
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 4 Pages: 1-11

    • DOI
      10.1007/7651_2016_349
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] サテライト細胞研究におけるPax7ノックインマウスの応用2017

    • Author(s)
      北嶋康雄、小野悠介
    • Organizer
      第5回骨格筋生物学研究会
    • Place of Presentation
      東京都目黒区(東京大学)
    • Year and Date
      2017-03-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋サテライト細胞に発現するPax7の可視化と応用2017

    • Author(s)
      北嶋康雄、小野悠介
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋サテライト細胞を生きたまま可視化する2017

    • Author(s)
      北嶋康雄、小野悠介
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] シンポジウム3:体力科学分野における科学的検証法~分野間における共通点と違い~ 分子生物学分野における研究目的と用いられる研究手法2016

    • Author(s)
      北嶋康雄
    • Organizer
      第71回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      岩手県盛岡市(いわて県民情報交流センター)
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Role of the Ubiquitin-Proteasome Pathway in Skeletal Muscle.2017

    • Author(s)
      Kitajima Y, Suzuki N.
    • Total Pages
      292
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2019-06-27  

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