2016 Fiscal Year Annual Research Report
骨格筋の代謝変換の機構に基づくサルコペニアの病態解明
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16H03266
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
重本 和宏 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (40284400)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 秀一 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (30508677)
本橋 紀夫 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (50532727)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | サルコペニア / 筋萎縮 / 筋線維タイプ変化 / 代謝変換 / 生体内因子 / 動物モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サルコペニア・筋萎縮に至る過程で、一方向性の骨格筋線維タイプ変化（サルコペニア：速筋→遅筋）がおきる. 各筋線維タイプは固有の代謝特性を有する. 本研究ではマウスの4種類の筋線維タイプ全てが異なる蛍光タンパクで生きたまま識別できるMusColorマウスを開発して、このマウス由来の温度感受性の不死化筋幹細胞を用いて骨格筋線維の代謝変換（筋線維タイプ変換）を誘導する生体内因子・マイオカインの同定を進めてきた. さらに、筋線維タイプ変化（代謝変換）とサルコペニア・筋萎縮の機構の因果関係を明らかにして、サルコペニア・筋萎縮の予防・治療法の開発に結びつけることを目標として研究を進めている.
これまで、100 種類以上の市販の生体内因子・マイオカイン（購入済）を使いMyHC-I,IIa, IIx或はIIbを発現する筋線維を顕著に誘導あるいは抑制する物質のスクリーニングを実行して候補分子を複数同定しており、その生体内の役割やメカニズムについて検討を進めている. 今年度は候補分子を絞り込んで、in vitro, in vitroの実験系で筋線維タイプ変化・代謝変換の機構および筋量・筋機能との関連性について解析を行った.
マウスの4種類の筋線維タイプの4種類全てが同時に光るMusColorマウスおよび細胞株に、今年度成功した. 生体および生体由来の筋線維を使い生きたまま4種類の全ての筋線維タイプ変化をイメージングで解析することができる実験系として世界で初めて成功した.
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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
MusColorマウスを掛け合わせることで同時に4種類の筋線維タイプの全てを同時に蛍光で分光識別できるマウスを生ませることに今回初めて成功した. MusColorマウス由来の速筋および遅筋の筋組織の組織断面切片を作成して、各筋線維に加えて複数の筋線維タイプを発現するハイブリッド線維を明確に識別同定することを確認した. 従来の方法、抗体染色では感度が悪くハイブリッド線維を完全に識別できず、生きたままで同定することができなかった. さらに温度感受性の不死化遺伝子を有し4色同時発現するMusColorマウスから細胞株の樹立にも世界で初めて成功した. 全ての筋線維タイプ変化・代謝変換の過程をin 蛍光顕微鏡によるvitroイメージングで解析することが可能となった.
筋線維タイプ変化を誘導する代謝変換(酸化系/解糖系の変化等)を誘導する分子の中から候補分子を絞り、in vivo及びin vitroで機能評価行った. マウスへの投与実験により, In vitroで得られた候補因子・薬剤は, 生体内でも同様に筋線維タイプ変換誘導を惹き起こす事や、加齢とともに血中濃度が増加することが明らかになった. さらに、MusColor由来培養筋細胞等を用いて筋線維タイプ変換に関わるシグナル経路の手がかりを得ることができたので解析を行っている.
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| Strategy for Future Research Activity |
①全ての筋線維を識別できるMusColorマウスが利用可能となり、サルコペニアの筋線維変化・代謝変換の基本メカニズムをin vitro, in vitroの両方から解析する.
②筋線維タイプ変化・代謝変換を誘導する生体内因子のシグナル伝達機構およびin vivoの機能について引き続き解析を行なう.
③代謝変換誘導因子をマウスに投与して筋線維タイプ変化・代謝変換および筋萎縮・機能低下のメカニズムを解析する.
④筋萎縮モデル(加齢性筋萎縮, 廃用性筋萎縮等)マウスを用いて筋線維タイプ変換誘導因子・薬剤を投与して, 筋萎縮の予防・運動機能の改善効果を検討する.
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Research Products
(14 results)
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[Presentation] 新規筋線維タイプ変換誘導因子の探索2016
Author(s)
本橋 紀夫, 森 秀一, 山崎 綾乃, 高嶋 留美, 重本 和宏
Organizer
第４回若手による骨格筋細胞研究会
Place of Presentation
ウインクあいち（愛知県・名古屋市）
Year and Date
2016-11-14 – 2016-11-14
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