新規ヒト筋間葉系不死化細胞を用いた筋老化機構の解明

• Project/Area Number: 21K21214
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 黒澤 珠希 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (70912054)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 骨格筋 / 間葉系前駆細胞 / PDGFRα / 不死化細胞 / 間葉系細胞 / サルコペニア

Outline of Research at the Start

本研究では、申請者が新たに作出したヒト筋Pα+不死化細胞を使用し、筋Pα+細胞の加齢に伴う変性および脂肪化機序を解析することで、サルコペニア克服の糸口を探ることを目的とする。具体的には、申請者が様々な臓器 (肝臓、肺、小腸、心臓、皮下脂肪、筋) のPα+細胞比較解析から見出した、筋のPα+細胞特異的に加齢変動する遺伝子群に関して、新規ヒト筋Pα+不死化細胞の培養系を用いて細胞生物学、分子生物学的な解析を進める。

Outline of Annual Research Achievements

正常な筋は、筋線維が隙間なく詰まった構造を取る。一方で、老化した筋では、霜降り肉様に筋間質の脂肪化が見られる。筋間質の脂肪化は筋萎縮に先行して生じることが報告されており、こうした間質変性により筋の力伝達が損なわれることで、筋萎縮が加速すると考えられている。2010年、この脂肪化の起源細胞は、筋間質に存在する細胞表面分子マーカーPDGFRα陽性の間葉系細胞（以下Pα+細胞）であることが明らかとなった (Uezumi A. et al., Nat Cell Biol 2010) 。加えて2019-2020年には、正常な筋におけるPα+細胞が、恒常的な筋線維の維持に必須であることが報告された (Wosczyna M. et al., Cell Rep, 2019; Uezumi A. et al., J Clin Invest, 2019)。つまり、加齢に伴うPα+細胞の脂肪化、および本細胞の担う筋維持機構の喪失が、筋重量の低下および筋力低下といったサルコペニア発症の原因となると考えられる。
サルコペニアを克服するためには、加齢に伴うPα+細胞の脂肪化を阻止する必要があり、本細胞の脂肪化機構に関する細胞生物学、分子生物学的な詳細解析が不可欠である。 ところが現状、基礎研究に使用できるヒト筋Pα+細胞は、ヒト筋組織片から得られる初代Pα+細胞のみで、著しい脂肪分化能の個体差や、得られる細胞数が限られるといった問題があった。
そこで本研究ではまず、FACSソーティングを用いて複数のヒト筋組織からPα+細胞を分取した。さらに、これらに不死化遺伝子を導入し、新規ヒト筋Pα+不死化細胞株を樹立した。次年度以降はこれを用いて、筋Pα+細胞にて加齢に伴い発現変動する遺伝子群と筋Pα+細胞の脂肪化との関連性を検証し、サルコペニアに対する新規治療基盤の構築を目指す。