成体骨格筋の発生起源別にみる部位特異性分子基盤の解明

• Project/Area Number: 16J09948
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied health science (B)
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 吉岡 潔志 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 骨格筋 / 筋再生 / サテライト細胞

Outline of Annual Research Achievements

骨格筋は全身に分布している。多くの遺伝性筋疾患において、筋病態発現部位は一様ではないことが知られているが、筋病態の身体部位特異性を生むメカニズムは不明である。本研究の目的は、発生起源が異なる身体内の骨格筋間で発現が顕著に異なるHoxa10に着目し、成体内骨格筋の身体部位特異性を生む分子基盤の一端を明らかにすることである。
これまでに、骨格筋の幹細胞であるサテライト細胞特異的にHoxa10をノックアウトできるPax7-CreERT2;Hoxa10-flox/floxマウス（Hoxa10CKOマウス）を用い、Hoxa10の欠損により四肢筋の再性能が低下する一方で、頭部筋には影響がないことを明らかにした。Hoxa10CKOマウスの四肢筋（棘上筋・前脛骨筋）から取り出した初代培養サテライト細胞の増殖能は、Hoxa10ノックアウトにより抑制された。このとき、染色体分裂異常の指標となる小核の形成、クロモソームブリッジと呼ばれる染色体の構造異常を確認した。これら四肢筋由来細胞で見られたHoxa10欠損による増殖能低下、細胞分裂の異常は、頭部筋（咬筋・僧帽筋）由来細胞ではみられず、Hoxa10が身体部位特異的に筋再生制御に関与していることを示唆する結果が得られた。また、マウス培養細胞を用いて得られた細胞増殖能低下・小核の形成などの結果は、ヒト下肢筋由来筋芽細胞のHOXA10ノックダウンにおいても再現された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Ubiquitin-Proteasome System Is Indispensable for the Maintenance of Muscle Stem Cells (2018)
  • Author(s): Kitajima Yasuo、Suzuki Naoki、Nunomiya Aki、Osana Shion、Yoshioka Kiyoshi、Tashiro Yoshitaka、Takahashi Ryosuke、Ono Yusuke、Aoki Masashi、Nagatomi Ryoichi
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 11 Issue: 6 Pages: 1523-1538
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2018.10.009
  • NAID: 120007006241
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Zmynd17 controls muscle mitochondrial quality and whole-body metabolism (2018)
  • Author(s): Fujita Ryo、Yoshioka Kiyoshi、Seko Daiki、Suematsu Takashi、Mitsuhashi Satomi、Senoo Nanami、Miura Shinji、Nishino Ichizo、Ono Yusuke
  • Journal Title: The FASEB Journal Volume: 32 Issue: 9 Pages: 5012-5025
  • DOI: 10.1096/fj.201701264r
  • Peer Reviewed
• [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: Nature Communications Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1400-1400
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03845-1
  • NAID: 120006949474
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Notch1 and Notch2 Coordinately Regulate Stem Cell Function in the Quiescent and Activated States of Muscle Satellite Cells (2017)
  • Author(s): Fujimaki Shin、Seko Daiki、Kitajima Yasuo、Yoshioka Kiyoshi、Tsuchiya Yoshifumi、Masuda Shinya、Ono Yusuke
  • Journal Title: STEM CELLS Volume: 36 Issue: 2 Pages: 278-285
  • DOI: 10.1002/stem.2743
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] がん悪液質における身体部位特異的な筋応答 (2017)
  • Author(s): 吉岡潔志、小野悠介
  • Journal Title: 基礎老化研究 Volume: 41 Pages: 41-43
• [Presentation] Hoxa10 regulates muscle regeneration in a body-region-specific manner. (2018)
  • Author(s): Kiyoshi Yoshioka, Yasuo Kitajima, Daiki Seko, Yoshifumi Tsuchiya, Jumpei Nogami, Akihito Harada, Yasuyuki Ohkawa, Narihiro Okazaki, Ko Chiba, Akihiko Yonekura, Seigo Ohba, Yoshinori Sumita, Izumi Asahina, Yusuke Ono.
  • Organizer: 7th Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 発生起源の違いに着目した身体内骨格筋の不均一性と筋再生制御の違い (2018)
  • Author(s): 吉岡潔志、瀬古大暉、北嶋康雄、土屋吉史、野上順平、原田哲仁、大川恭行、岡崎成弘、米倉暁彦、千葉恒、大場誠悟、住田吉慶、朝比奈泉、小野悠介
  • Organizer: 日本筋学会第４回学術集会
• [Presentation] ホメオティック遺伝子に着目した身体部位特異的な筋再生能制御のメカニズム解明 (2018)
  • Author(s): Kiyoshi Yoshioka, Yasuo Kitajima, Narihiro Okazaki, Ko Chiba, Akihiko Yonekura, Seigo Ohba, Yoshinori Sumita, Izumi Asahina, Yusuke Ono
  • Organizer: 第３６回日本骨代謝学会学術集会
• [Presentation] Hoxa10に着目した身体部位特異的な筋再性能制御のメカニズム解明 (2018)
  • Author(s): 吉岡潔志、北嶋康雄、野上順平、原田哲仁、大川恭行、岡崎成弘、米倉暁彦、千葉恒、大場誠悟、住田吉慶、朝比奈泉、小野悠介
  • Organizer: 第６回骨格筋生物学研究会
• [Presentation] 身体部位特異的ホメオティック遺伝子の筋再生制御 (2017)
  • Author(s): 吉岡潔志、岡崎成弘、米倉暁彦、千葉恒、小野悠介
  • Organizer: 第５回骨格筋生物学研究会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス（東京・目黒）
  • Year and Date: 2017-03-03
• [Presentation] Body-region-specific muscle atrophy in a mouse model of cancer cachexia. (2017)
  • Author(s): 吉岡潔志、瀬古大暉、土屋吉史、藤巻慎、藤田諒、北嶋康雄、小野悠介
  • Organizer: 第40回日本基礎老化学会大会
• [Presentation] 長期間でみた筋再生能の身体部位による違い (2017)
  • Author(s): 吉岡潔志、瀬古大暉、土屋吉史、藤巻慎、藤田諒、北嶋康雄、小野悠介
  • Organizer: 第５２回日本理学療法学術大会
• [Presentation] マウスがんカヘキシアモデルにおける筋萎縮の身体部位特異性 (2017)
  • Author(s): 吉岡潔志、瀬古大暉、藤巻慎、土屋吉史、北嶋康雄、小野悠介
  • Organizer: 第７２回日本体力医学会大会
• [Presentation] Hoxa10に着目した骨格筋部位特性を生む分子メカニズムの解明 (2016)
  • Author(s): 吉岡潔志、小川静香、瀬古大暉、藤田諒、藤巻慎、土屋吉史、北嶋康雄、小野悠介
  • Organizer: 第７１回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター（岩手・盛岡）
  • Year and Date: 2016-09-23
• [Presentation] 身体部位による骨格筋特性の違いとホメオティック遺伝子に着目したメカニズム解明 (2016)
  • Author(s): 吉岡潔志、小川静香、瀬古大暉、藤田諒、藤巻慎、小野悠介
  • Organizer: 第１回基礎理学療法学夏の学校
  • Place of Presentation: NASPAニューオータニ（新潟・湯沢）
  • Year and Date: 2016-08-20
• [Presentation] 筋損傷からの再生能において骨格筋部位特異性は存在するか？ (2016)
  • Author(s): 吉岡潔志、小川静香、瀬古大暉、藤田諒、久松翼、李桃生、小野悠介
  • Organizer: 第51回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌）
  • Year and Date: 2016-05-27