2015 Fiscal Year Annual Research Report
カテプシンK-Notch signal 経路 とサルコペニアに関する研究
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15H04801
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
葛谷 雅文 名古屋大学, 未来社会創造機構, 教授 (10283441)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 老化 / 骨格筋 / 動物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はカテプシンＫ (Cat-K) がNotchシグナル活性化を介して、障害後の骨格筋再生を促進させるのではないかとの仮説を立てて実験を進めた。野生型マウス(9週齢, 雄, C57BL/6J)の片側下肢骨格筋に心臓毒（Cardiotoxin、CTX, 10μm/0.2ml）を投与による骨格筋障害モデルを作成し、経時的に骨格筋を採集し、Cat-Kの発現ならびに組織学的に検討した。さらに、Cat-K選択的阻害剤を使用し、CTXによる障害後の組織リモデリングを検討した。研究結果は予測していた結果と異なるものであった。すなわち、Cat-KはCTXによる骨格筋障害後に発現が著しく増強するが、Cat-Kの特異的阻害剤の使用により、CTX による骨格筋障害（アポトーシス）が抑制され、さらに炎症が抑制され、筋肉再生が増強（改善）する結果であった。これらの結果は必ずしもCat-KがNotch活性化を誘導し、骨格筋再生を促す、という当初の仮説を否定するわけではないが、その前のCTXによる骨格筋障害自体をCat-Kがレギュレートしているという、大変興味深い新事実が明らかになった。すなわちCat-Kを阻害することによりCTXによる筋障害が抑制されるということである（Cat-KがCTXによるアポトーシスを増強している）。使用した阻害剤はCat-K特異的とはいえ、さらにこの結果を深く検証するため、Cat-K遺伝子欠損マウスを使用した実験が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 野生型マウスを使用したCTXによる下肢骨格筋障害モデルの作成ならびに各種mRNA、タンパク発現の検討は計画通りに実施できた。
2. さらにCat-Kの特異的阻害剤の上記障害モデルへの効果も組織学的生化学的に計画通りに遂行できた。
3. また、筋芽細胞株であるC2C12をH2O2などで障害（アポトーシス）を誘導するとCat-Kの阻害剤でこの障害が抑制されることも確認した。
4. Cat-K遺伝子欠損マウスを使用した研究が遅れたが現在進行中である。遅れた理由はこの遺伝子欠損マウス（継続して飼育中）の繁殖の問題で手間取ったためである。またNotchシグナルの解析が遅延したため、平成28年度に実施したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. CTXを使用し野生型マウスの障害モデルと同様なプロトコールでCat-K遺伝子欠損マウスを使用した実験を実施し、Cat-K阻害剤の結果と比較検討する。
2. 昨年度実施した系を使用し障害後の骨格筋組織におけるNotchシグナルの動きを検討する。
3. また、我々は老化促進マウス(SAMP10)10月齢では既に骨格筋萎縮が存在していることを以前の実験系で確認しているため、当該研究でも10月齢を使用し、この月齢でCTX による障害後の筋肉再生が低下し、Notchシグナルが低下しているかを明らかにする。さらにその上流のCat-Kの発現低下の有無につき検討する。
4. 我々は以前GFPマウスの骨髄を野生型マウスに移植したところ、多数の骨髄由来細胞が骨格筋を形成していることを観察している。そのため、SAMP10マウスにCat-K遺伝子欠損マウスの骨髄を移植し、サルコペニア出現への影響を検討する。
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Research Products
(4 results)
