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Regulation of cholecystokinin gene expression and secretion dynamics in three-dimensional cultured muscle

Research Project

Project/Area Number 20K11434
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

Nakamura Tomohiro  大阪工業大学, 工学部, 教授 (30217872)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北村 憲司  広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 准教授 (40214811)
藤里 俊哉  大阪工業大学, 工学部, 教授 (60270732)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsマイオカイン / 低酸素 / コレシストキニン / 骨格筋 / 三次元培養筋
Outline of Research at the Start

本研究は、まず、CRISPR-Cas9遺伝子改変技術またはsiRNAノックダウン実験を行うことで、筋細胞の低酸素誘導因子Hif1aを破壊または抑制する細胞系を確立する。次に、これらの実験系を利用して、筋細胞の分化熟度および、三次元化したときに上昇するコレシストキニンの発現と分泌状態との関連性を解析する。常酸素環境下の表現系を解析した後に、低酸素曝露環境下における三次元培養筋のコレシストキニンの発現上昇と分泌状態との関連性を解析する。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to clarify the biological and physiological role of the Cck gene by analyzing the cholecystokinin (Cck) gene expression and secretion dynamics under hypoxic conditions. When muscle differentiation was induced under hypoxia-inducible factor Hif1a knockdown, a marked decrease in Cck gene expression was observed. Since Cck gene expression is also upregulated in three-dimensional culture and enhanced by hypoxia, we tried to detect the secretory product, but could not identify it remarkably in the culture medium.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国内外の研究動向では、食欲抑制に関与するマイオカインは全く同定されておらず、骨格筋細胞におけるコレシストキニン(Cck)の発現、分泌動態および分子制御についての報告は皆無であった。本研究の研究成果から分化した筋細胞に対する低酸素曝露はCck遺伝子の発現を上昇させ、低酸素特異的な転写因子であるHif1aノックダウンでCck遺伝子の発現が著しく抑制されることが明らかとなった。このことから運動および低酸素環境における食欲抑制現象を骨格筋-Cckを軸とした生理学的生体制御として部分的に提唱することができた。

Report

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

    (15 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Mechanical unloading of 3D-engineered muscle leads to muscle atrophy by suppressing protein synthesis2022

    • Author(s)
      Sugimoto Takeshi、Imai Shoma、Yoshikawa Maki、Fujisato Toshia、Hashimoto Takeshi、Nakamura Tomohiro
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 132 Issue: 4 Pages: 1091-1103

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00323.2021

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of Brain Function-Related Myokine Secretion by Using Contractile 3D-Engineered Muscle2022

    • Author(s)
      Sugimoto Takeshi、Nakamura Tomohiro、Yokoyama Sho、Fujisato Toshia、Konishi Satoshi、Hashimoto Takeshi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 5723-5723

    • DOI

      10.3390/ijms23105723

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 3次元培養筋のCck遺伝子発現と低酸素応答2022

    • Author(s)
      中村 友浩,藤里 俊哉
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 54(7) Pages: 34-37

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  • [Journal Article] マイオカイン探索モデルとしての3次元培養筋.2022

    • Author(s)
      中村友浩、藤里俊哉
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 6(7) Pages: 84-86

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  • [Journal Article] Hypoxia transactivates cholecystokinin gene expression in 3D-engineered muscle2021

    • Author(s)
      Nakamura Tomohiro、Takagi Shunya、Okuzaki Daisuke、Matsui Seika、Fujisato Toshia
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 132 Issue: 1 Pages: 64-70

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.03.006

    • NAID

      40022630160

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  • [Presentation] 低酸素誘導因子Hif-1αのノックダウンは筋芽細胞株C2C12の コレシストキニン遺伝子発現を抑制する2022

    • Author(s)
      中村友浩、藤里俊哉
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 筋細胞株C2C12細胞におけるコレシストキニン遺伝子発現動態の解析2020

    • Author(s)
      中村友浩,今井尚馬,藤里俊哉
    • Organizer
      第75回日本体力医学会年会
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      今井尚馬, 杉本岳史, 橋本健志, 藤里俊哉, 中村友浩
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      第44回日本分子生物学会年会
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    • Author(s)
      Harada M., Nakamura T., Yokoyama S.
    • Organizer
      MicroTAS 2020 Conference
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      https://www.oit.ac.jp/japanese/academic/eng/dept/human/ken-tai/staff_nakamura.html

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      https://www.oit.ac.jp/japanese/academic/eng/dept/human/ken-tai/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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