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Elucidation of the molecular mechanism of skeletal muscle injury caused by serotonin agonists

Research Project

Project/Area Number 20K16609
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionTokyo Medical University

Principal Investigator

Kawabata-Sakata Yukika  東京医科大学, 医学部, 助教 (80778473)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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)
Keywords骨格筋 / セロトニン / セロトニン症候群 / 横紋筋融解症 / ゼブラフィッシュ
Outline of Research at the Start

セロトニン症候群は抗うつ薬などのセロトニン作動薬の服用により現れる副作用で、精神・神経筋症状などが認められる疾患である。重篤な場合は、横紋筋融解症やミオグロビン尿症などの骨格筋障害を引き起こす。しかし、セロトニンによる骨格筋障害の分子メカニズムは明らかではない。そればかりか、セロトニンの作用経路についての研究の多くは神経系において検討されており、骨格筋を用いて検討した研究はほとんどない。そこで本研究では、骨格筋におけるセロトニンの作用部位とシグナル伝達経路を同定し、骨格筋におけるセロトニンの機能を解明することで、セロトニン作動薬の投与時に引き起こされる骨格筋障害を抑える治療薬開発の糸口を掴む。

Outline of Final Research Achievements

To clarify the role of serotonin in skeletal muscle and the mechanism of skeletal muscle damage caused by administration of serotonin, we performed expression analysis of serotonin-related genes in mouse skeletal muscle and gene expression analysis in serotonin-administered C2C12 cells. As a result, it was suggested that serotonin production and metabolism differ depending on the muscle fiber type, and that they may be involved in muscle hypertrophy and/or muscle atrophy. In the analysis of cultured cells, gene expression such as energy metabolism-related genes decreased when added at a high concentration, and the formation of myotube was suppressed. The high concentration of serotonin administrated this time may be a model of C2C12 cells that cause skeletal muscle damage, we would like to use it to identify new therapeutic target molecules.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

セロトニン症候群は、セロトニン作動薬の服用により現れる副作用で、精神症状、神経筋症状、自律神経症状などが認められる疾患である。重篤な場合は、横紋筋融解症などの骨格筋障害を引き起こす。しかし、なぜセロトニンにより骨格筋が障害されるのか、さらには骨格筋におけるセロトニンの役割も不明な点が多い。本研究により、骨格筋におけるセロトニン産生や代謝は筋線維タイプごとに異なる可能性が示され、骨格筋でのセロトニンの具体的機能を解明する手がかりを掴んだ。また、セロトニン添加時の培養細胞を骨格筋が障害されるモデルとして使用することで、今後、治療標的分子の同定につながっていくと期待される。

Report

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

    (1 results)

All 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results)

  • [Journal Article] Androgen-dependent sexual dimorphism in pituitary tryptophan hydroxylase expression: relevance to sex differences in pituitary hormones2020

    • Author(s)
      Kawabata-Sakata Yukika、Nishiike Yuji、Fleming Thomas、Kikuchi Yukiko、Okubo Kataaki
    • Journal Title

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      Volume: 287 Issue: 1928 Pages: 20200713-20200713

    • DOI

      10.1098/rspb.2020.0713

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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