| Project/Area Number |
21K06750
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48010:Anatomy-related
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
佐藤 啓介 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60644044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 純雄 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00262022)
川岸 将彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60323606)
齊藤 健太 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (60374659)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | アクチン / 蛍光偏光 / 筋芽細胞 / 細胞融合 |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋は、幹細胞から分化した筋芽細胞が互いに融合し、筋線維を形成することで作られる。哺乳類の筋芽細胞融合過程で、アクチンが重要な役割を果たしていることが示唆されているが、その詳細はこれまで不明であった。本研究は、申請者らが開発した、蛍光偏光イメージングを利用したアクチンの配向解析手法を軸に、さらに種々の細胞生物学・分子生物学的手法を組み合わせ、筋芽細胞融合の分子機構の解明に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究により、細胞融合をリアルタイム蛍光観察するためには、根本的な培養・分化誘導条件の見直しが必要であることが明らかとなった。昨年度、細胞密度を低く抑えた状態で、従来の分化誘導法より高効率でC2C12細胞を分化・融合させる条件を見出したので、今年度はこの分化誘導条件の最適化を行った。
並行して、異なる蛍光色のアクチン蛍光偏光プローブを安定発現するC2C12細胞株の樹立を行った。本来、POLArISactプローブ（Sugizaki et al., PNAS, 2021）を用いる予定であったが、研究代表者が新たに開発したより性能の高いアクチン蛍光偏光プローブを使って、細胞株の樹立に取り組んだ。ゲノム編集またはトランスポゾンによる遺伝子導入を行い、結果として緑色、赤色、近赤外色のプローブを安定発現する細胞株を複数取得した。
これらの細胞株を、最適化した分化誘導法により分化させ、融合が最も高頻度で起こると想定される時間帯において、蛍光偏光顕微鏡により細胞融合過程のアクチン動態イメージングを試みた。その結果、数例ではあるものの、融合する過程を蛍光偏光観察することに成功した。
一方で、分化誘導から融合まで全てCO2インキュベータ内で完結する予備実験と比べて、融合の頻度が大きく下がってしまうことが明らかとなった。おそらくCO2インキュベータ内の培養環境を、顕微鏡ステージトップインキュベータ内で再現できていないものと考えられる。現在、この問題の解決に取り組んでおり、解決後に本格的な観察を行う予定である。
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