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Development of a method for the prevention and treatment of sarcopenia using high-quality cultured human muscle cells.

Research Project

Project/Area Number 19K11710
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

Zhou Heying  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (50750080)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords筋再生 / 骨格筋 / 筋衛星細胞 / サルコペニア / 筋萎縮
Outline of Research at the Start

健康長寿を実現するためにはサルコペニアの予防・治療が極めて重要となる。生理活性物質に対する細胞の応答はヒトと動物では異なることがあるため、研究結果をヒトへ外挿する場合、ヒト細胞を用いた研究が望まれる。研究代表者所属のグループは、ヒト骨格筋から高品質な幹細胞を精度高く獲得する技術や分化誘導・維持培養系を開発している。重要なことに、得られたヒト筋細胞はin vitroで生理的な肥大・萎縮応答を示すことを確認している。本研究では、独自の技術により得られたヒト筋細胞を用いて、筋肥大を誘導または筋萎縮を抑制する因子のスクリーニングを実施し、サルコペニアの予防・治療法開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We generated myotubular cells in vitro using human myosatellite cells, and directly applied 280 naturally occurring bioactive compounds to the myotubular cells. As a result, we found 35 compounds with muscle hypertrophic effects. These 35 compounds are highly expected to be effective substances for prevention and treatment of sarcopenia in the future.
In addition, we confirmed that the cell surface marker CD82 expression reflects the myotube-forming ability of muscle satellite cells. Taking advantage of this feature, they were able to enrich high-quality human muscle satellite cells by further fractionating CD82-positive cells. When transplanted into immunodeficient muscular dystrophy mice, more human-derived myofibers (human-specific spectrin-positive myofibers) were regenerated in the skeletal muscles of mice transplanted with CD82 high-expressing cells than in those transplanted with CD82 low-expressing cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨格筋は運動や身体活動を司る組織であり、その機能低下はQOLやADLの低下に直結する。健康長寿を実現するためにはサルコペニアの予防・治療が極めて重要となる。天然由来栄養素をヒト骨格筋細胞に直接作用させ、35種類の筋肥大効果がある化合物を特定し、これらの物質を用いて今後ヒトに適用される予防・治療法開発に研究を進める。
また、骨格筋の優れた再生能力を利用し、より高品質なヒト筋幹細胞を濃縮し、in vitroおよび 生体内での骨格筋再生に対する効果を検証した。ヒト筋幹細胞の品質を反映する細胞表面マーカーを指標に高品質な幹細胞を濃縮することで、高効率な細胞移植治療の実現につながると期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Increased MFG‐E8 at neuromuscular junctions is an exacerbating factor for sarcopenia‐associated denervation2021

    • Author(s)
      Ikemoto‐Uezumi Madoka、Zhou Heying、Kurosawa Tamaki、Yoshimoto Yuki、Toyoda Masashi、Kanazawa Nobuo、Nakazawa Tatsu、Morita Mitsuhiro、Tsuchida Kunihiro、Uezumi Akiyoshi
    • Journal Title

      Aging Cell

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1111/acel.13536

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mesenchymal Bmp3b expression maintains skeletal muscle integrity and decreases in age-related sarcopenia2021

    • Author(s)
      Uezumi Akiyoshi、Ikemoto-Uezumi Madoka、Zhou Heying、Kurosawa Tamaki、Yoshimoto Yuki、Nakatani Masashi、Hitachi Keisuke、Yamaguchi Hisateru、Wakatsuki Shuji、Araki Toshiyuki、Morita Mitsuhiro、Yamada Harumoto、Toyoda Masashi、Kanazawa Nobuo、Nakazawa Tatsu、Hino Jun、Fukada So-ichiro、Tsuchida Kunihiro
    • Journal Title

      Journal of Clinical Investigation

      Volume: 131 Issue: 1

    • DOI

      10.1172/jci139617

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reduced expression of calcitonin receptor is closely associated with age-related loss of the muscle stem cell pool.2019

    • Author(s)
      Madoka Ikemoto-Uezumi, Akiyoshi Uezumi, Lidan Zhang, Heying Zhou, Naohiro Hashimoto, Kikuo Okamura, Yasumoto Matsui, Koji Tsukazaki, Tohru Hosoyama, Masashi Nakatani, Mitsuhiro Morita, Harumoto Yamada, Kunihiro Tsuchida, So-ichiro Fukada
    • Journal Title

      JSCM Rapid Communications

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1002/j.2617-1619.2019.tb00012.x

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 様々な臓器に存在するPDGFRα陽性間質細胞の比較解析2021

    • Author(s)
      黒澤珠希, 梶典幸, 上住円, 周赫英, 吉本由紀, 湊圭太郎, 堀正敏 , 上住聡芳
    • Organizer
      第7回日本筋学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Muscle specific aging signature of PDGFRα-positive stromal cells underlies the development of age-related sarcopenia2021

    • Author(s)
      黒澤 珠希、梶 典幸、上住 円、周 赫英、湊 圭太郎、上住 聡芳、堀 正敏
    • Organizer
      第94回日本薬理学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高品質なヒト骨格筋前駆細胞の濃縮方法2020

    • Author(s)
      周赫英、上住円、黒澤珠希、豊田雅士、吉本由紀、上住聡芳
    • Organizer
      第6回日本筋学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 神経筋結合部におけるMFG-E8の蓄積は加齢性脱神経の一因となる2020

    • Author(s)
      上住円、周赫英、吉本由紀、黒澤珠希、湊圭太郎、上住聡芳
    • Organizer
      第6回日本筋学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] PDGFRα陽性間質細胞の臓器特異性から探るサルコペニアのメカニズム2020

    • Author(s)
      黒澤珠希、梶典幸、上住円、周赫英、湊圭太郎、堀正敏、上住聡芳
    • Organizer
      第6回日本筋学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ScxGFP iPS細胞を用いたin vitro腱・靭帯細胞分化誘導システムの確立2020

    • Author(s)
      吉本由紀、黒澤珠希、周赫英、上住円、外丸祐介、宿南知佐、上住聡芳
    • Organizer
      第6回日本筋学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト骨格筋由来前駆細胞の品質に関与する因子の同定2019

    • Author(s)
      周赫英、上住円、黒澤珠希、豊田雅士、吉本由紀、上住聡芳
    • Organizer
      第7回若手による骨格筋細胞研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] カルシトニン受容体の発現低下は加齢性の骨格筋幹細胞減少に寄与する2019

    • Author(s)
      上住円、上住聡芳、張礫丹、周赫英、橋下有弘、岡村菊夫、松井康素、塚崎晃士、細山徹、中谷直史、森田充浩、山田治基、土田邦博、深田宗一朗
    • Organizer
      日本筋学会第5回学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 様々な臓器に存在するPDGFRα陽性間質細胞の比較解析2019

    • Author(s)
      黒澤珠希、梶典幸、上住円、周赫英、堀正敏、上住聡芳
    • Organizer
      日本筋学会第5回学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] <プレスリリース>筋間質の間葉系前駆細胞の加齢変化がサルコペニアに寄与する

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/release/2020/1120.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] <プレスリリース>カルシトニン受容体の発現低下は加齢性の骨格筋幹細胞減少に寄与する

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/release/2019/0426.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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