骨格筋の力学応答における細胞核の機能解析

Research Project

Project/Area Number	21K21264
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	Waseda University
Principal Investigator	李ミンジョン早稲田大学, スポーツ科学学術院, 助教 (50907227)
Project Period (FY)	2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥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	メカノセンサー / 骨格筋 / 細胞核 / メカニカルストレス
Outline of Research at the Start	本研究では，メカニカルストレスによる骨格筋の細胞核の変形が骨格筋の力学応答のトリガーであるかを明らかにする．培養筋菅細胞におけるストレッチ性筋肥大モデルを用いて，ストレッチによる細胞核の変化を観察し，遺伝子の転写領域が筋肥大の表現型を反映するかを検討する．さらに，核膜関連タンパク質及び細胞核と結合する細胞骨格を抑制し，細胞核へのメカニカルストレスを遮断することが，細胞核の形態と遺伝子転写パターンをどのように変化し，その変化がストレッチによる筋肥大を阻害するかを検証する．
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，メカニカルストレスによる骨格筋の細胞核の変形が骨格筋の力学応答のトリガーであるかを明らかにすることを目的としている．そのために，培養筋菅細胞におけるストレッチ性筋肥大モデルを用いて，ストレッチによる細胞核の変化を観察し，その変化が筋肥大の表現型を反映するかを検討することを計画した．本年度は，昨年度に引き続き，自作した実験器具を活用して3次元培養筋の作製とストレッチによる筋肥大の条件検討を行った．その結果，骨格筋細胞を3次元培養することに成功したが，作製した3次元培養筋で筋菅細胞の密度が安定されず，ストレッチ刺激による筋肥大を評価するには不十分だった．この点を改善するために，細胞密度など実験条件を変更し検討を続けて行っている．また，細胞核の立体的な構造を観察するために3次元培養筋を透明化し共焦点顕微鏡を用いた観察を試みており，3次元培養筋の透明化の条件も検討し続けている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason デザインした実験器具を使用した実験系の構築に時間を要し，当初計画していた骨格筋の細胞核の観察および遺伝子の転写領域の検討までには至らなかったため．
Strategy for Future Research Activity	現在，最適な実験条件の確立のために実験を続けている．条件検討が終了し次第，3次元培養筋におけるストレッチ誘導性の筋肥大モデルを用いて，細胞核の変形を観察し，転写領域をATAC-seq法により検討することで，ストレッチ刺激による細胞核の変形と遺伝子の転写パターンの変化が筋肥大を反映するかを明らかにする．さらに，細胞核へのメカニカルストレスを遮断し，ストレッチ性筋肥大の抑制を検証する．