2019 Fiscal Year Research-status Report

新規リン脂質輸送タンパク質の分子機構の解明とその破綻と疾患

Research Project

Project/Area Number	17K08642
Research Institution	Dokkyo Medical University
Principal Investigator	堀端康博獨協医科大学, 医学部, 講師 (80392116)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	リン脂質 / ミトコンドリア / 筋分化
Outline of Annual Research Achievements	ミトコンドリア膜を構成する主要なリン脂質はホスファチジルコリン(PC)である。しかし、ミトコンドリアはPC合成酵素を欠いているため、必要なPCは脂質合成器官である小胞体から輸送されなければならない。申請者はこれまでの研究で新規輸送タンパク質 STARD7がミトコンドリアのPC保持だけでなく、ミトコンドリアの健全性維持に重要であることを見出してきた。本研究課題では骨格筋分化におけるSTARD7の役割を解明することを目的として行われている。昨年度から引き続き、マウス筋芽細胞株C2C12細胞およびヒト初代筋芽細胞のSTARD7を欠損させ、筋分化に現れる影響を解析した。その結果、STARD7が欠失するとどちらの細胞でも筋管繊維の形成が著しく阻害された。この時、MHCやMyogeninなどの分化マーカーだけでなく、MyomergerやMyomakerなどの細胞融合因子やPGC1-alphaなどのミトコンドリア増殖因子などの発現も顕著に低下することを見出した。またABiSとの共同研究により、STARD7の細胞内局在を免疫電子顕微鏡観察で解析した。その結果、本タンパク質はミトコンドリアの内部だけでなく、外膜外葉にも局在することを明確に明らかにすることができた。これらの成果をまとめ、論文投稿し受理された (Horibata, Y. et al : The phosphatidylcholine transfer protein StarD7 is important for myogenic differentiation in mouse myoblast C2C12 cells and human primary skeletal myoblasts. Sci. Rep. 10, 2845, 2020) 。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 以前に申し込みがあった共同研究とそれによる新たな発見にエフォートを費やしたため、全体的に研究が遅れてしまっている。また遺伝子欠損マウスの入手に想定以上の時間を要してしまい、やや遅れている。しかし、上記の様にSTARD7を欠損した筋芽細胞の解析はすでに終了し、論文も受理されているため、研究自体は問題なく順調に進んでいると言える。
Strategy for Future Research Activity	現在、実験に必要な変異マウスは全て入手され、目的マウス、つまり骨格筋特異的なSTARD7のノックアウトマウス取得のために交配中である。今後はこのマウスにミトコンドリア病等の病態が見られるか否かを明らかにする。具体的には運動、骨格筋や心筋の変性、ミトコンドリアの呼吸、血中乳酸値の測定、ミオパチーなどの病態が現れるか調べる。
Causes of Carryover	以下の理由により研究が遅れたため、次年度使用額が生じた。１.2017～2018年にかけて海外からの共同研究の申し出があり、しばらくの間こちらのエフォートが高くなったから。現在共同研究は終了している。２.上記の研究から想定外の発見があり、これについての解析を着手したので。３.本研究課題で使用する遺伝子組み換えマウスの受精卵の取り寄せと個体化に予定以上の時間を要しているので。本研究に必要なマウスはすでに所得しており、今後は未使用の研究費を使用して計画通りに研究を進める。