2018 Fiscal Year Annual Research Report
Activation mechanisms of skeletal muscle stem cells during regeneration
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16H04793
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
瀬原 淳子 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (60209038)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 再生医学 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 生体分子 / ゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋再生において幹細胞である骨格筋衛星細胞（skeletal muscle stem cell: SMSC）は通常静止状態にあるが、筋損傷などの際には筋細胞に分化し再生筋を作ると同時に自己複製も行う。本研究では、SMSCを活性化し、分化を促進させる仕組みを探求してきた。その結果、SMSCの活性化には、糖代謝の変化が必要であるという、驚くべき結果を得ることができた。
まずSMSC培養の際にピルビン酸を添加すると、SMSCの増殖と分化が促進された。ピルビン酸添加によりピルビン酸デヒドロゲナーゼ（PDH）が活性化されたことから、PDHによる解糖系からTCA回路へのエントリーが、SMSCの細胞分化を進展させるのではないかと考えられた。
そこでSMSC特異的にPDH機能が阻害されるコンディショナルノックアウト（PDH-cKO）マウスを作成し、PDH-cKOマウスから単離したSMSCについて、増殖と分化を検討した。その結果PDH欠損SMSCでは、未分化細胞が増加し分化した筋細胞が減少し、細胞分裂では自己複製が優位となった。分化誘導培地で培養すると、筋管形成能が低下がみられた。筋損傷実験では、PDH-cKOマウスにおいて筋再生が不十分であった。
代謝変化の検討では、PDH欠損SMSCではミトコンドリア機能の低下と乳酸産生の増加がみられ、解糖系が優位になることが示唆された。以上より、PDHが介する解糖系からTCA回路へのエントリーが、SMSCの分化を促進する一つの要因であることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
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[Presentation] 人工重力発生装置を用いたゼブラフィッシュ宇宙滞在実験2018
Author(s)
佐藤文規, Choi Minyong, 王梓, 今村聖実, 堀内映美, 呉泉, 藤田生水, 内田智子, 加藤充康, 谷垣文章, 東端晃, 村谷匡史, 小林純也, 高橋昭久, 菅野純夫, 松崎文雄, 鈴木穣, 川上浩一, 瀬原淳子
Organizer
宇宙生物科学会第32回大会
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[Presentation] Study on gravity-dependent skeletal muscle maintenance mechanisms using Zebrafish, aquatic organisms2018
Author(s)
Fuminori Sato, Minyong Choi, Zi Wang, Kiyomi Imamura, Terumi Horiuchi, Wu Quan, Ikumi Fujita, Satoko Uchida, Mitsuyasu Kato, Fumiaki Tanigaki, Akira Higashibata, Masafumi Muratani, Junya Kobayashi, Akihisa Takahashi, Sumio Sugano, Fumio Matsuzaki, Yutaka Suzuki, Koichi Kawakami, Atsuko Sehara-Fujisawa
Organizer
2018 ASCB EMBO Meeting
Int'l Joint Research
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