| Project/Area Number |
19J20888
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
二橋 佑磨 信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 骨格筋幹細胞 / 筋芽細胞 / ニワトリ / 遺伝子発現解析 / オリゴDNA / コレシストキニン / オピオイド |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋の形態は肉用鶏と卵用鶏で大きく異なるが、これらの系統間で筋芽細胞の遺伝子発現を比較した研究は極めて少ない。本研究では、RNA-seqで得た、卵用鶏と肉用鶏の筋芽細胞における網羅的な遺伝子発現データをもとに、肉用鶏の形質マーカーの探索を行う。まず、RNA-seqデータを解析し、筋芽細胞の性質に寄与する因子を探索する。次に、同定した遺伝子群が、実際に筋芽細胞の増殖・分化に寄与しているかを実証する。さらに国産鶏の筋芽細胞を採取・解析し、同定した遺伝子群が、肉用鶏の形質マーカーとして有用であるかを検証する。本研究は、鶏肉に関する遺伝的形質を科学的に評価する定量的な指標の確立を目指す研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
先行研究において、マウスとヒトの筋芽細胞の分化を誘導する筋形成型オリゴDNA（myoDN）と呼ばれる18塩基のオリゴDNA群が同定されている。また、生薬分子ベルベリンは、myoDNの一つであるiSN04と直接結合することでiSN04の筋分化活性を増強することが報告されている。myoDN-ベルベリン複合体は、家畜の有益な飼料添加物として有用であると考えられる。しかし、myoDNが鳥類の筋芽細胞にも効果を示すかは不明である。そこで本研究では、myoDN-ベルベリン複合体がニワトリ筋芽細胞の分化を誘導するかを検証した。
7種類のmyoDNを含む19種類のオリゴDNAをニワトリ筋芽細胞に投与し、骨格筋の最終分化マーカーであるミオシン重鎖の発現を指標に筋分化活性を評価した。マウスやヒトと同様に、ニワトリ筋芽細胞の筋分化においてもiSN04が最も高い筋分化活性を示した。iSN04がニワトリ筋芽細胞の増殖に与える影響を細胞数の計測とEdU染色によって評価した結果、iSN04は濃度依存的にニワトリ筋芽細胞の増殖を抑制することがわかった。次に、ミオシン重鎖の免疫染色によってiSN04が筋分化に与える影響を調べた。iSN04投与群では、ミオシン重鎖陽性の筋細胞の割合と筋管形成率が有意に増加した。iSN04-ベルベリン複合体の投与は、iSN04単体よりも強力な筋分化促進作用を示した。遺伝子発現解析では、対照群と比較して、iSN04およびiSN04-ベルベリン複合体投与群で、筋分化転写因子MyoDとマイオジェニンの発現量が有意に増加した。
本研究により、iSN04-ベルベリン複合体が筋分化プログラムの活性化を介して、ニワトリ筋芽細胞の分化を誘導することを見出した。また、ベルベリンは、iSN04の立体構造を安定化させることで、マウス同様にニワトリ筋芽細胞の分化も促進することが示唆された。myoDN-ベルベリン複合体の作用機序を解析することは、哺乳類と鳥類で高度に保存された筋分化促進機構の発見につながると期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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