筋萎縮・肥大関連遺伝子発現を次世代シークエンサー（RNA-Seq）で解析する

• Project/Area Number: 26450390
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Animal production science
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 池内 義秀 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90168112)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野谷 航 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20404056) ; 澤野 祥子 福岡女子短期大学, その他部局等, 講師 (60403979)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 筋萎縮 / 筋肥大 / トランスクリプトーム / RNA-Seq

Outline of Annual Research Achievements

筋萎縮には、遺伝子制御系、エネルギー代謝系、タンパク質合成・分解系、細胞内シグナル系など様々な要因が関与する。本研究では廃用性筋萎縮モデルのひとつである座骨神経切除前後で筋組織に発現している全遺伝子の種類と発現量を網羅的に解析できるトランスクリプトーム解析RNA-Seqから、筋萎縮前後の転写産物の全体像を明らかにすることを目的として研究を行った。
多くの筋萎縮研究では萎縮が進行している状態を研究対象としている。そこで本研究では、ほとんど注目されてこなかった"筋萎縮がそれ以上進行しないステージ"に着目をして検討を実施した。筋萎縮のマーカー分子として知られるAtrogin-1は、萎縮が進行している除神経後1週間までは急激に増加するが、萎縮率が低下する14日目からは処理前のレベルに戻ることが知られている（Sachcek et al. 2007）。
【平成27年度の研究成果】我々はまず、マウスの大腿部に走行する座骨神経を外科的に切除したのち、下腿部を中心とした下肢の筋サイズがどのように推移するかを小動物用X線CTスキャン装置を使って35日間にわたり解析した。その結果21日目以降、筋のサイズはほぼ一定となった。従って除神経35日後は筋萎縮が十分平衡に達した時期と判断した。除神経後35日間経過した筋組織（長趾伸筋、ヒラメ筋）を取り出し、RNAを抽出した。続いて、バイオアナライザーを用いてRNAの品質チェックを行い（RIN 8.0以上）、いくつかのマーカー遺伝子の発現をリアルタイムPCRでチェックした後、次世代シークエンサーによるトランスクリプトーム解析RNA-Seqを行った。
シーケンス作業は完了し、現在このシーケンスデータを解析ツールを用いて、まとめている段階である。今後、萎縮後の筋サイズを規定する遺伝子等が同定されると期待される。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Uppsala University(Sweden)
• [Journal Article] Improvement of Endurance Based on Muscle Fiber-Type Composition by Treatment with Dietary Apple Polyphenols in Rats. (2015)
  • Author(s): Mizunoya W, Miyahara H, Okamoto S, Akahoshi M, Suzuki T, Do MK, Ohtsubo H, Komiya Y, Lan M, Waga T, Iwata A, Nakazato K, Ikeuchi Y, Anderson JE, Tatsumi R
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10 Issue: 7 Pages: e0134303-e0134303
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134303
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Protocol for rat single muscle-fiber isolation and culture (2015)
  • Author(s): Yusuke Komiya, Judy E. Anderson, Mariko Akahoshi, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Wataru Mizunoya
  • Journal Title: Analytical Biochemistry Volume: 482 Pages: 22-24
  • DOI: 10.1016/j.ab.2015.03.034
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Data in support for protocol for rat single muscle-fiber isolation and culture (2015)
  • Author(s): Yusuke Komiya, Judy E. Anderson, Mariko Akahoshi, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Wataru Mizunoya
  • Journal Title: Data in Brief Volume: 4 Pages: 7-10
  • DOI: 10.1016/j.dib.2015.04.016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transmembrane proteoglycans syndecan-2, 4, receptor candidates for the impact of HGF and FGF2 on semaphorin 3A expression in early-differentiated myoblasts (2015)
  • Author(s): Mai-Khoi Q. Do, Naomi Shimizu, Takahiro Suzuki, Hideaki Ohtsubo, Wataru Mizunoya, Mako Nakamura, Shoko Sawano, Mitsuhiro Furuse, Yoshihide Ikeuchi, Judy E. Anderson, Ryuichi Tatsumi
  • Journal Title: Physiological Reports Volume: 3 Issue: 9 Pages: e12553-e12553
  • DOI: 10.14814/phy2.12553
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Semaphorin 3A promotes activation of Pax7, Myf5, and MyoD through inhibition of emerin expression in activated satellite cells (2015)
  • Author(s): Mulan Qahar, Yuko Takuma, Wataru Mizunoya, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Mako Nakamura
  • Journal Title: FEBS openbio Volume: - Issue: 6 Pages: 529-539
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 筋肥大・再生における異種細胞間コミュニケーションダイナミクス ―筋幹細胞による運動神経支配の再構築制御(仮説)を話題にして― (2015)
  • Author(s): 辰巳 隆一, Do Mai-Khoi Quy, 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 大坪秀明, 小宮佑介, 澤野祥子, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀
  • Journal Title: 食肉の科学（日本食肉研究会） Volume: 56 Pages: 103-112
• [Journal Article] The growth-promoting activity of egg white proteins in the C2C12 myoblast cell line. (2015)
  • Author(s): Mizunoya W, Tashima A, Sato Y, Tatsumi R, Ikeuchi Y.
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 86 Issue: 2 Pages: 194-199
  • DOI: 10.1111/asj.12257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Implication of anti-inflammatory macrophages in regenerative moto-neuritogenesis: Promotion of myoblast migration and neural chemorepellent semaphorin 3A expression in injured muscle. (2014)
  • Author(s): Sakaguchi S, Shono J, Suzuki T, Shoko S, Anderson JE, Do MKQ, Ohtsubo H, Mizunoya W, Sato Y, Nakamura M, Furuse M, Yamada K, Ikeuchi Y, Tatsumi R.
  • Journal Title: International Journal of Biochemistry and Cell Biology Volume: 52 Pages: 272-285
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2014.05.032
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Supplementary immunocytochemistry of hepatocyte growth factor production in activated macrophages early in muscle regeneration. (2014)
  • Author(s): Sawano S, Suzuki T, Do MKQ, Ohtsubo H, Mizunoya W, Ikeuchi Y, Tatsumi R.
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 85 Issue: 12 Pages: 994-1000
  • DOI: 10.1111/asj.12264
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 筋幹細胞が分泌するSema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • Author(s): 鈴木 貴弘, 大屋 雄暉, 尾嶋 孝一, 大坪 秀明, 小宮 佑介, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀, 古瀬 充宏, 辰巳 隆一
  • Journal Title: 栄養生理研究会報（家畜栄養生理研究会） Volume: 58 Pages: 19-25
  • NAID: 40020020774
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Sema3Aはemerin 発現を阻害することで筋特異的因子Pax7およびMyf5 発現を増加させ、筋芽細胞の増殖能を上昇させる (2016)
  • Author(s): 木蘭, 水野谷 航, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 中村 真子
  • Organizer: 第121回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学（東京都・武蔵野市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] エイコサペンタエン酸投与はラット骨格筋の脂肪代謝関連遺伝子発現を増加させる (2016)
  • Author(s): 小宮佑介, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 水野谷 航
  • Organizer: 第121回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学（東京都・武蔵野市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 骨格筋形成における脱アミノ化酵素APOBEC2 の機能 (2016)
  • Author(s): 大坪 秀明, 佐藤 祐介, 鈴木 貴弘, 水野谷 航, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀
  • Organizer: 第121回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学（東京都・武蔵野市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] Pax7 が筋細胞および脂肪細胞の分化に与える影響 (2016)
  • Author(s): 詫間 裕子, 木蘭, 水野谷 航, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 中村 真子
  • Organizer: 第121回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学（東京都・武蔵野市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 身体不活動の運動分子生物学的方法論の観点から (2016)
  • Author(s): 水野谷 航
  • Organizer: 第7回公開講演会 身体活動・座位行動の科学：疫学から機構解明へ
  • Place of Presentation: 医薬基盤・健康・栄養研究所 国立健康・栄養研究所（東京都・新宿区）
  • Year and Date: 2016-02-11
  • Invited
• [Presentation] マウス遅筋及び速筋を用いた代謝物プロファイリング (2015)
  • Author(s): 澤野祥子, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 水野谷 航
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Sema3Aによる筋線維型の初期決定に関する研究 (2015)
  • Author(s): 大屋雄暉, 鈴木貴弘, Do Mai-Khoi, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • Organizer: 日本畜産学会第120回大会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学（北海道・江別市）
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わるタンパク質発現を上昇させる (2015)
  • Author(s): 小宮佑介, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 水野谷 航
  • Organizer: 日本畜産学会第120回大会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学（北海道・江別市）
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] 筋芽細胞が合成・分泌するSema3Aはアセチルコリン受容体の発現と機能的凝集を制御する (2015)
  • Author(s): Mai-Khoi Q. Do, 水野谷 航, 尾嶋孝一, 中村 真子, 池内 義秀, Judy E. Anderson, 辰巳 隆一
  • Organizer: 第1回日本筋学会学術集会
  • Place of Presentation: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（東京都・小平市）
  • Year and Date: 2015-08-08
• [Presentation] 筋芽細胞におけるSema3AとPax7発現の相互作用に関する研究 (2015)
  • Author(s): 木蘭, 尾嶋孝一, 大川 恭行, 中村 真子, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • Organizer: 第1回日本筋学会学術集会
  • Place of Presentation: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（東京都・小平市）
  • Year and Date: 2015-08-08
• [Presentation] 筋幹細胞由来のSema3Aによる筋線維型制御に関する研究 (2015)
  • Author(s): 鈴木貴弘, 西松伸一郎, 寺田久美子, 片瀬直樹, 濃野勉, 大澤裕, 砂田芳秀, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • Organizer: 第1回日本筋学会学術集会
  • Place of Presentation: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（東京都・小平市）
  • Year and Date: 2015-08-08
• [Presentation] Effect of Yamabushitake mushroom (Hericium erinaceus) intake on functional and physicochemical properties of skeletal muscle in mice (2015)
  • Author(s): Wataru Mizunoya, Toshiya Nakamura, Daisuke Imoto, Yusuke Komiya, Fuminori Kawabata, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi
  • Organizer: ACN2015(12th Asian Congress of Nutrition)
  • Place of Presentation: PACIFICO Yokohama（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2015-05-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Eicosapentaenoic acid in fish oil is the key fatty acid to promote oxidative metabolism in rat skeletal muscle (2015)
  • Author(s): Yusuke Komiya, Tsuyoshi Goto, Nobuyuki Takahashi, Teruo Kawada, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Wataru Mizunoya
  • Organizer: ACN2015(12th Asian Congress of Nutrition)
  • Place of Presentation: PACIFICO Yokohama（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2015-05-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Transcriptomic and metabolomic analyses depicted distinct characteristics between slow-twitch and fast-twitch muscles in mice (2015)
  • Author(s): Shoko Sawano, Yuri Tajima, Johan Rung, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Wataru Mizunoya
  • Organizer: ACN2015(12th Asian Congress of Nutrition)
  • Place of Presentation: PACIFICO Yokohama（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2015-05-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 筋芽細胞の増殖時・分化時におけるSema3AとPax7発現の相互作用 (2015)
  • Author(s): 木 蘭, 尾嶋孝一, 中村真子, 水野谷航, 辰巳隆一, 池内義秀
  • Organizer: 第119回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] Sema3A ligand secreted from satellite cells promotes aneural nAChR clustering (2015)
  • Author(s): ド マイコイ, 水野谷航, 尾嶋孝一, 中村真子, 池内義秀, 辰巳隆一
  • Organizer: 第119回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] 筋幹細胞特異的 Sema3A cKO マウスの解析 (2015)
  • Author(s): 鈴木貴弘, 西松伸一郎, 寺田久美子, 片瀬直樹, 濃野 勉, 水野谷航, 池内義秀, 辰巳隆一
  • Organizer: 第119回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] 遅筋は速筋に比べ脂肪酸取込および脂肪合成能に優れる (2015)
  • Author(s): 小宮佑介, 澤野祥子, 田嶋悠璃, Johan Rung, 辰巳隆一, 中村真子, 池内義秀, 水野谷航
  • Organizer: 第119回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] PPARδアゴニスト投与によってマウス骨格筋で発現変動する遺伝子の網羅的解析 (2015)
  • Author(s): 田嶋悠璃, Johan Rung, 澤野祥子, 小宮佑介, 中村真子, 辰巳隆一,池内義秀
  • Organizer: 第119回日本畜産学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] １切片上で筋線維タイプを同時に識別する“ステンドグラス染色法”の開発 (2014)
  • Author(s): 澤野祥子, 小宮佑介, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀, 水野谷航
  • Organizer: 第37回(平成26年度)日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 筋幹細胞由来の分泌性因子Sema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • Author(s): 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 澤野祥子, 大坪秀明, 水野谷航, 中村真子, 池内義秀, 辰巳隆一
  • Organizer: 第37回(平成26年度)日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Anti-inflammatory macrophages implicate in regenerative moto-neuritogenesis, by promoting myoblast migration and Sema3A expression. (2014)
  • Author(s): Sakaguchi, S.,* Shono, J.,* Suzuki, T.,* Sawano, S., Anderson, J.E., Do, M.-K.Q., Ohtsubo, H., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., and Tatsumi, R. (*equal contributors)
  • Organizer: Animal Science Congress 2014 of the Asian-Australian Association of Animal Production Societies
  • Place of Presentation: Universitas Gadjah Mada (UGM),Indonesia
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-14
• [Presentation] Functional interaction between Sema3A and Pax7 in proliferation and differentiation of myoblasts. (2014)
  • Author(s): Mulan, Nakamura, M., Suzuki, T., Mizunoya, W., Ojima, K., Tatsumi, R. and Ikeuchi, Y.
  • Organizer: International Symposium on Agriculture, Forestry, Environment and Life Sciences in Asia, 2014 (AFELiSA'14)
  • Place of Presentation: Ladena Condominium, Korea
  • Year and Date: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [Presentation] M2 macrophages may implicate in regenerative moto-neuritogenesis, by promoting myoblast migration and Sema3A expression. (2014)
  • Author(s): Tatsumi, R.,* Sakaguchi, S.,* Shono, J.,* Suzuki, T.,* Sawano, S., Anderson, J.E., Do, M.-K.Q., Ohtsubo, H., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., and Ikeuchi, Y. (*equal contributors)
  • Organizer: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • Place of Presentation: Steamboat Springs, CO, USA
  • Year and Date: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [Presentation] APOBEC2 deficiency up-regulates myoblast differentiation. (2014)
  • Author(s): Ohtsubo, H., Sato, Y., Suzuki, T., Mizunoya, W., Nakamura, M., Tatsumi, R., and Ikeuchi, Y.
  • Organizer: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • Place of Presentation: Steamboat Springs, CO, USA
  • Year and Date: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [Presentation] Sema3A secreted from satellite cells promotes slow-twitch fiber generation. (2014)
  • Author(s): Suzuki, T., Ohya, Y., Ojima, K., Mizunoya, W., Sawano, S., Ohtsubo, H., Nishimatsu, S., Anderson, J. E., Do, M.-K. Q., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., Nohno, T., and Tatsumi, R.
  • Organizer: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • Place of Presentation: Steamboat Springs, CO, USA
  • Year and Date: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [Presentation] ヤマブシタケは骨格筋の核内受容体PPARδを活性化する (2014)
  • Author(s): 水野谷航, 石井もも子, 清水邦義, 永田敏郎, 平木絵里, 中村俊哉, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀
  • Organizer: 第68回日本栄養・食糧学会大会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学
  • Year and Date: 2014-06-01
• [Presentation] 筋幹細胞が分泌するSema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • Author(s): 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 尾嶋孝一, 大坪秀明, 小宮佑介, 水野谷航, 中村真子, 池内義秀, 古瀬充宏, 辰巳隆一
  • Organizer: 平成26年度家畜栄養生理研究会春季集談会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学
  • Year and Date: 2014-05-17