RNA結合タンパク質Musashiが骨格筋の萎縮を防ぐ機序の解明
| Project/Area Number |
20H04079
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
古市 泰郎 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 助教 (40733035)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞鍋 康子 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 准教授 (60467412)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | 骨格筋 / 筋線維タイプ / 糖代謝 / RNA結合タンパク質 / 幹細胞 / 筋萎縮 / 筋再生 / 筋幹細胞 / RNA結合タンパク |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋の萎縮は、運動機能を低下させて生活の質の低下を招くため、その分子生物学的な原因の解明と治療方法の開発が求められている。申請者はこれまで、筋萎縮を引き起こす新規因子を探索してきた結果、Musashi2（Msi2）を発見した。Msi2は筋の再生と肥大を担うサテライト細胞という骨格筋の幹細胞に発現し、Msi2の欠損は筋損傷後に萎縮を引き起こすことが明らかとなってきた。そこで本研究では、Msi2はサテライト細胞の運命決定因子として、筋再生を促進する役割を担うことを証明する。Msi2が筋の恒常性を保つ新規遺伝子であることが実証されると、筋萎縮の予防と治療を実現させる新たな戦略がうまれる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋の萎縮は生活の質の低下に直結するため、その機序を解明して予防法を確立することが求められている。申請者はこれまで、筋萎縮を引き起こす新規因子を網羅的に探索した結果、神経発生やガン発生に関わるMusashi2（Msi2）が骨格筋の萎縮とともに発現低下することを見出した。Msi2は特定のmRNAに結合してその発現量を調節し、細胞が分化するか否かを決める運命決定因子として発見されたが、骨格筋での働きは不明であった。
Msi2は代謝能力と疲労耐性に優れる遅筋タイプの骨格筋でその発現量が多く、また、組織学的に筋線維タイプで発現量を比較すると速筋でありながら遅筋の性質に近いType IIa線維で発現が強かった。Msi2の働きを明らかにするため、Msi2を欠損したマウスの骨格筋を解析したところ、Msi2欠損マウスでは野生型マウスに比べてヒラメ筋で萎縮しているだけでなく、通常は赤い色が白く変色していた。Msi2欠損マウスでは耐糖能の低下と活動量の減少が観察された。さらにType IIa線維数が減少して、ミトコンドリア量の低下と筋の発揮張力の低下が認められた。一方で、Msi2遺伝子を骨格筋からクローニングし、エレクトロポレーション法によってマウス前脛骨筋にMsi2を遺伝子導入したところ、ミトコンドリアマーカーと酸素結合タンパク質であるミオグロビンタンパク質がMsi2過剰発現によって増加した。さらに、Msi2が制御する分子機序を明らかにするために、RNAシーケンスによる網羅的な遺伝子発現解析を行い、Msi2の欠損によって変化する遺伝子を同定し、続いてCLIP-PCR法によってMsi2が結合しているmRNAを発見した。
以上のように、Msi2による遺伝子発現調節は骨格筋の量と質を制御していることが明らかとなり、Msi2は骨格筋の恒常性に必須な新規因子であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(26 results)
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[Journal Article] Preparation of mechanically patterned hydrogels for controlling the self-condensation of cells2023
Author(s)
Matsuzaki Takahisa, Kawano Yuma, Horikiri Momoka, Shimokawa Yuko, Yamazaki Takashi, Okuma Nao, Koike Hiroyuki, Kimura Masaki, Kawamura Ryuzo, Yoneyama Yosuke, Furuichi Yasuro, Hakuno Fumihiko, Takahashi Shin-Ichiro, Nakabayashi Seiichiro, Okamoto Satoshi, Nakauchi Hiromitsu, Taniguchi Hideki, Takebe Takanori, et al
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Journal Title
STAR Protocols
Volume: 4
Issue: 3
Pages: 102471-102471
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mechanical guidance of self-condensation patterns of differentiating progeny2022
Author(s)
Matsuzaki Takahisa、Shimokawa Yuko、Koike Hiroyuki、Kimura Masaki、Kawano Yuma、Okuma Nao、Kawamura Ryuzo、Yoneyama Yosuke、Furuichi Yasuro、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Nakabayashi Seiichiro、Okamoto Satoshi、Nakauchi Hiromitsu、Taniguchi Hideki、Takebe Takanori、Yoshikawa Hiroshi Y.
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Journal Title
iScience
Volume: 25
Issue: 10
Pages: 105109-105109
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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