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Mechanism of muscle injury recovery focusing on cell proliferation

Research Project

Project/Area Number 20H03800
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Inose Hiroyuki  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (30615711)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大川 淳  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30251507)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywords筋代謝 / 筋再生 / 骨代謝 / サルコペニア / 細胞増殖
Outline of Research at the Start

我々が本研究において解明しようとする学術的な問いとは、「細胞増殖の上流・下流シグナルの調節により、筋損傷の回復が促進される」である。そこで、本研究では、筋幹細胞及び骨格筋細胞に着目し、その恒常性維持における細胞周期制御因子の生理的意義を広く検討し、筋損傷の回復過程における筋幹細胞増殖調節及び筋肥大の調節機構を明らかにする。更に、筋損傷治療薬への臨床応用に展開するための基盤となる研究を行う。

Outline of Final Research Achievements

Muscle regeneration following skeletal muscle injury is regulated by the proliferation and differentiation of muscle satellite cells. In this study, we specifically depleted Cdk1 in muscle satellite cells and examined their phenotypes to elucidate the role of Cdk1 in muscle regeneration and muscle hypertrophy.
During the early stages of muscle regeneration in the mouse tibialis anterior muscle, Cdk1-positive Pax7-positive cells (muscle satellite cells) exhibited proliferation, while the expression of Cdk1 diminished as differentiation and regeneration progressed. Furthermore, muscle satellite cell-specific Cdk1 knockout mice displayed impaired muscle regeneration and a decline in function. Overload experiments demonstrated that Cdk1-induced proliferation of satellite cells is essential for normal muscle hypertrophy

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、筋衛星細胞の増殖と分化におけるCdk1の役割が明らかとなった。この知見は、将来的には筋障害や筋萎縮の治療法の開発に役立つ可能性がある。また、筋肥大における重要な因子としてCdk1の特定が行われ、新しい治療戦略やトレーニング方法の開発につながることが期待される。さらに、この研究は細胞周期制御の基本理解の進展にも寄与し、細胞増殖と分化のメカニズムの理解に対する貢献が期待される。これにより、癌や他の疾患の研究にも新たな示唆を与えることが可能である。以上より、本研究は筋再生および細胞周期制御に関する重要な知見を提供し、将来的な治療法や健康への応用に向けた基盤となる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Department of Clinical Sciences/Lund University(スウェーデン)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Foxf2 represses bone formation via Wnt2b/β-catenin signaling2022

    • Author(s)
      Tanaka Tomoyuki、Takahashi Akira、Kobayashi Yutaka、Saito Masanori、Xiaolong Sun、Jingquan Chen、Ito Yoshiaki、Kato Tsuyoshi、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Yoshii Toshitaka、Okawa Atsushi、Carlsson Peter、Inose Hiroyuki
    • Journal Title

      Experimental & Molecular Medicine

      Volume: 54 Issue: 6 Pages: 753-764

    • DOI

      10.1038/s12276-022-00779-z

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Foxf2 represses bone formation via Wnt2b/beta-catenin signaling2022

    • Author(s)
      Tanaka T, Takahashi A, Kobayashi Y, Saito M, Xiaolong S, Jingquan C, Ito Y, Kato T, Ochi H, Sato S, Yoshii T, Okawa A, Carlsson P, and Inose H
    • Journal Title

      Experimental and Molecular Medicine

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cyclin-Dependent Kinase 1 Is Essential for Muscle Regeneration and Overload Muscle Fiber Hypertrophy2020

    • Author(s)
      Kobayashi Yutaka、Tanaka Tomoyuki、Mulati Mieradilli、Ochi Hiroki、Sato Shingo、Kaldis Philipp、Yoshii Toshitaka、Okawa Atsushi、Inose Hiroyuki
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 8 Pages: 1-14

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.564581

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Foxf2はWnt2b/βカテニン伝達経路を介して骨形成を抑制する.2022

    • Author(s)
      田中 寛来, 小林 裕, 佐藤 信吾, 吉井 俊貴, 大川 淳, 猪瀬 弘之.
    • Organizer
      第37回 日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxf2はWnt経路を介して骨芽細胞分化を調整する2022

    • Author(s)
      田中 寛来, 佐藤 信吾, 猪瀬 弘之
    • Organizer
      日本骨代謝学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Osteocyte Cdk1 is essential for bone remodeling2022

    • Author(s)
      Tomoyuki Tanaka, Atsushi Okawa, Hiroyuki Inose
    • Organizer
      ASBMR 2022 Annual Meeting
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Foxf2はWnt経路を介して骨芽細胞分化を調整する2021

    • Author(s)
      田中 寛来、小林 裕、高橋 晃、斎藤 正徳、加藤 剛、佐藤 信吾、越智 広樹、佐藤 信吾、吉井 俊貴、大川 淳、猪瀬 弘之
    • Organizer
      日本整形外科基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨格筋の再生において Cdk1 が必須である2020

    • Author(s)
      猪瀬 弘之
    • Organizer
      第38回 日本骨代謝学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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