2015 Fiscal Year Research-status Report
細胞内代謝に基づいた骨格筋幹細胞制御機構およびその移植能を向上させる因子の解明
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15K19018
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 尚基 東京大学, 医科学研究所, 特別研究員(PD) (50746534)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨格筋幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋の幹細胞である筋衛星細胞は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー等の重篤な進行性筋ジストロフィー患者の失われた骨格筋組織を再生させ、筋収縮力を回復させる再生医療に有望な移植元と考えられている。しかし、筋衛星細胞は機能的に不均一な集団であり、細胞移植後に生着するのは、筋衛星細胞のごく一部の集団だけである。申請者は、細胞内の代謝酵素に注目することで、不均一な筋衛星細胞からその一部の真の幹細胞を単離/同定する手法を確立している。本研究は真の幹細胞の分子的な背景を元に、筋衛星細胞の移植能を向上させる分子を同定・解析することで、筋ジストロフィーに対する細胞移植治療の発展を目指す。
平成27年度は、申請者が得ているより未分化な筋衛星細胞に対する網羅的遺伝子発現解析のデータベースを元に、筋衛星細胞の細胞移植元としての機能を向上させる候補分子を同定することを目的とした。その結果、申請者はLeukemia inhibitory factor（LIF）受容体が未分化な筋衛星細胞に高発現していることに注目した。筋衛星細胞をLIF処理し、その未分化性維持機能をin vivoにおいて解析した。免疫不全であるNOD-Scidマウス、もしくはデュシェンヌ筋ジストロフィーの原因遺伝子であり、ジストロフィンを欠損しているmdxマウスをレシピエントとし、GFPマウスより分離した筋衛星細胞を移植した結果、LIF処理により、より多くのGFP陽性筋線維およびジストロフィン陽性筋線維を形成することが明らかとなった。
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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
申請者はLeukemia inhibitory factor（LIF）が筋衛星細胞の移植能を向上させることをin vivoにおいて明らかにした。またその研究成果を原著論文として投稿中である。In vivoにおける解析は平成28年に行う予定の解析であり、当初の計画以上に遂行された。しかし、LIF以外の分子の同定には至らなかったため、全体を通しておおむね順調にに進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、LIF以外の筋衛星細胞の移植能を向上させる因子を同定する。具体的には、候補となる成長因子を添加することにより、未分化性マーカーであるPax7や分化マーカーであるMyogeninの発現、増殖能や筋管形成能を解析する。またその受容体をsiRNA等でgene knockdownすることにより、gain of functionとloss of functionの両面から解析を行う。候補成長因子の機能をin vivoで明らかにするため、免疫不全であるNOD-Scidマウス、もしくはデュシェンヌ筋ジストロフィーの原因遺伝子であり、ジストロフィンを欠損しているmdxマウスをレシピエントとし、GFPマウスより分離した筋衛星細胞を移植する。NOD-Scidマウスにおいては、移植細胞が構成したGFP陽性筋線維数の評価を行う。また移植筋から再度、FACSにてGFP陽性筋衛星細胞を単離し、その筋形成能をin vitroもしくはin vivoでの再移植により評価する。mdxマウスにおいては、移植細胞が再構成したジストロフィン陽性筋線維による筋再生力を評価する。
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| Causes of Carryover |
研究計画および研究実施状況などに遅延はないが、少額の次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、LIF以外の筋衛星細胞の移植能を向上させる因子を同定する予定であり、引き続き、本研究費用に充当する。
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[Journal Article] A muscle-liver-fat signalling axis is essential for central control of adaptive adipose remodeling.2015
Author(s)
Noriaki Shimizu, Takako Maruyama, Noritada Yoshikawa, Ryo Matsumiya, Yanxia Ma, Naoki Ito, Yuki Tasaka, Akiko Kuribara-Souta, Keishi Miyata, Yuichi Oike, Stefan Berger, Gunther Schutz, Shin’ichi Takeda, Hirotoshi Tanaka.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: Article 6693
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] G-CSF supports long-term muscle regeneration in mouse models of muscular dystrophy2015
Author(s)
Nozomi Hayashiji, Shinsuke Yuasa, Yuko Miyagoe-Suzuki, Mie Hara, Naoki Ito, Hisayuki Hashimoto, Dai Kusumoto, Tomohisa Seki, Shugo Tohyama, Masaki Kodaira, Akira Kunitomi, Shin Kashimura, Makoto Takei, Yuki Saito, Shinichiro Okata, Toru Egashira, Jin Endo, Toshikuni Sasaoka, Shin’ichi Takeda, Keiichi Fukuda.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: Article 6745
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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