The effects of Bach 1 on skeletal muscle damage

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10918
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 奥野 洋史 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (00572025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五十嵐 和彦 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00250738)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 筋芽細胞 / 骨格筋 / Bach1

Outline of Annual Research Achievements

過去３年間の実験によりBach1はBach1の直接転写抑制因子であるHO1遺伝子の転写抑制経路を介して、筋芽細胞の早期筋分化に作用することが考えられた。Bach1ノックダウンC2C12細胞でDNAマイクロアレイによる網羅的解析を行ったところ、Bach１ノックダウンによってMyod1、Myogの発現は有意に低下し、Myostatinの発現が最も上昇していた。また，Gene Otology解析を追加したところ、1. 分化誘導前においてBach1ノックダウンによって上昇したプローブの中の遺伝子で高く集積が見られたタームは「negative regulation of cell proliferation」であり、2. 分化誘導前においてBach1ノックダウンによって低下したプローブの中の遺伝子で高く集積が見られたタームは「regulation of cell growth」「cell division」「cell cycle」であったことから，Bach1ノックダウンにより筋細胞の増殖・分化が抑制されることがin vitroおよびinvivoで判明した。
以上の結果は，我々の仮説に反して，筋損傷モデルによるBach1ノックアウトが酸化ストレスに対する抵抗性を示して筋損傷を抑制するのではなく，筋芽細胞に直接作用して筋芽細胞の分化・増殖を抑制することを示した．筋損傷モデルにおいて筋の二次損傷は酸化ストレスで増悪するが，酸化ストレス自体が筋損傷後の筋細胞の分化・再生に必要な過程である可能性も考えられる．筋損傷抑制および筋損傷後早期回復という2つの過程を遺伝子学的あるいは薬理学的アプローチで解明し，筋損傷に対する治療法の開発を目指したい．