Analysis of heparanse in skeletal muscles
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21K06795
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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 48030:Pharmacology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉川 雄朗 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (70506633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有澤 美枝子 九州大学, 農学研究院, 教授 (50302162)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ヘパラン硫酸 / Heparanase |
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| Outline of Research at the Start |
我々の研究により骨格筋に存在するヘパラン硫酸が減少すると、筋分化が障害され、骨格筋量が減少し、運動機能が低下することが明らかとなった。従って、骨格筋でヘパラン硫酸を増加させれば、筋分化能が促進され、骨格筋量の増加と運動機能の改善が得られる可能性が考えられた。そこで本研究では骨格筋特異的にヘパラン硫酸を増加させたマウスの表現型解析を行い、ヘパラン硫酸増加による運動機能改善効果を検証する。またヘパラン硫酸代謝酵素の阻害剤探索研究を行い、ヘパラン硫酸を増加させる化合物を得る。これらの研究成果は、骨格筋量が減少するサルコペニアや様々な筋疾患における病態解明や創薬へとつながるものと期待している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外にはヒアルロン酸やヘパラン硫酸などの直鎖状の糖鎖が豊富に存在しており、細胞機能の制御に関わっている。ヘパラン硫酸を骨格筋で特異的に欠損させたマウスの表現型解析を行ったところ、このマウスで運動機能が低下したことから、ヘパラン硫酸を増加させることが運動機能向上につながる可能性が考えられた。そこでヘパラン硫酸の分解酵素であるheparan sulfate endoglycosedase（HPSE）遺伝子のエクソン両側にloxP配列を挿入したHPSE floxマウスと骨格筋特異的にCre recombinaseを発現するマウスとを交配させ、ヘパラン硫酸の増加による表現型変化について検討することを計画した。このマウスではCre recombinaseの発現が確認できたものの、loxP配列に挟まれたDNA領域の組換えが起こらず、HPSE遺伝子の発現量がコントロールマウスと同等であった。そのためヘパラン硫酸増加による表現型の確認を行えなかった。今後は新たなにCreマウスを導入するなどして、骨格筋特異的にHPSEを欠損させたマウスの解析を実施したい。
またHPSE阻害剤はヘパラン硫酸を増加させることで細胞機能を向上させる可能性が考えられる。そこでHPSEに対する新規阻害剤を得るためにスクリーニングを実施することを考え、ヒトHPSEを得ることを計画した。ヒトHPSE蛋白質を安定発現する293細胞を得て、培養上清中にHPSEを発現させたが、十分な発現量が得られなかった。ヒトHPSEを発現させる方法を変更させることでスクリーニング系の構築を進めていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
購入したHPSE floxマウスを用いた実験を行う予定であったが、Cre recombinase依存的な遺伝子組換えが確認できなかったことから、マウスの表現型解析を実施できていない。またHPSE蛋白質の生成に関してはHPSE遺伝子を安定発現する細胞株が得られたものの、発現量が十分ではなく、アッセイに必要な量を確保できなかった。そのため、進捗状況として遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに用いたCre recombinaseを発現するマウスでは、HPSE floxマウスの遺伝子組換えが生じない可能性が考えられる。そのため別の方法を用いてCre依存的な遺伝子組換えを起こしたいと考えている。培養細胞を用いてHPSEの役割を検討するために、マウスの骨格筋細胞株であるC2C12細胞を用いてヘパラン硫酸の機能評価を行う実験を予定している。またHPSE蛋白質の発現手法については、これまで用いていた293細胞ではなく、大腸菌など他の細胞を用いた手法で発現させることにより、アッセイに必要なHPSE蛋白質を確保したいと考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
