骨格筋幹細胞間コミュニケーションを司る分子を応用した筋再生治療法の開発
| Project/Area Number |
21K17679
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
藤田 諒 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60770435)
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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 |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 骨格筋幹細胞 / 骨格筋 / 遺伝子組換えマウス / サルコペニア / 筋ジストロフィー / ヘテロジェネイティ / 筋再生 |
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| Outline of Research at the Start |
生体内で唯一骨格筋線維を再生できる骨格筋幹細胞はサルコペニアや筋ジストロフィーなどの筋疾患への細胞治療が高く期待されている。骨格筋幹細胞は人間社会と同じように非常にヘテロな細胞の集まりであり、一つ一つの細胞に特性があると考えられている。しかし、それぞれの細胞同士がどのように相互作用しながら、我々の生体内で適切な筋再生・形成を担っているのかは明らかとなっていない。本研究では骨格筋幹細胞集団のそれぞれの細胞の持つ特性や細胞同士の相互作用を明らかにすることで、より効率的な筋再生治療の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋幹細胞は生体内で唯一骨格筋線維を再生できる幹細胞であることからサルコペニアや筋ジストロフィー等の筋疾患への再生治療が高く期待されている。しかし、骨格筋幹細胞を一度生体外に取り出し培養すると、多くの細胞は自発的に筋分化し増殖を停止する。つまり幹細胞治療において分化を防ぎながら、増殖能を維持した状態で細胞数を確保することが大きな課題であると言える。本研究では細胞不均質性をキーワードに骨格筋幹細胞の幹細胞性維持に重要な分子を明らかにし、より生体内に近い、高い再生能 (増殖能、分化能) を保持した骨格筋幹細胞の培養方法の確立を目指す。
本課題の実現に向けて、骨格筋幹細胞の不均質性を可視化し、そして解析できる遺伝子組換えマウスツールであるMyoD Knock-in (KI)マウスの作製を行なった。このMyoD-KI マウスから取り出した骨格筋幹細胞はMyoDが強く発現するもの、弱く発現するもの、発現しないものに可視化することができ、骨格筋幹細胞の不均質性を可視化できるツールとして、国内外で高い評価を受けた。これらの細胞を分取し、網羅的遺伝子発現解析を実施した。このデータベースを証することで、これまで発見されていない細胞不均質性に関わる遺伝子や、個々の細胞集団における特徴的な遺伝子マーカー等が発見される可能性が示唆された。本年度中にMyoD-KIマウスの表現系や特性、そして応用先についての解析を行った論文を投稿した。本研究ツールの独自性から国際的な共同研究へと発展する可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
採択年度に新型コロナウイルスが世界的に流行し、遺伝子組換えマウスの作成と導入が遅れたため、全体的に進行が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は独自に開発したこの遺伝子組換えマウスを利用し、骨格筋幹細胞の不均質性を司る分子基盤の解明や、不均質性であることの生理的意義に迫る。特に、独自のマウスツールと、シングセル解析を組み合わせることでより詳細に骨格筋幹細胞の階層性や不均質性の解析が可能となると考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] Lunar Gravity Prevents Skeletal Muscle Atrophy, But Not Muscle Fiber Type Transition2022
Author(s)
HAYASHI, Takuto;Fujita, Ryo;Okada, Risa;Hamada, Michito;Suzuki, Riku;Fuseya, Sayaka;Leckey, James;Kanai, Maho;Inoue, Yuri;Sadaki, Shunya;Nakamura, Ayano;Okamura, Yui;Abe, Chikara;Morita, Hironobu;Muratani, Masafumi;Kudo, Takashi;Shiba, Dai;Takahashi, Satoru
Organizer
15th Annual Wernher von Braun Memorial Symposium
Related Report
Int'l Joint Research
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