2018 Fiscal Year Research-status Report
オートクリン・パラクラリン因子BMP-3bが担う骨格筋恒常性維持機構の解明
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18K09524
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
古株 彰一郎 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (30448899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 琢磨 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (00423137)
日野 純 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40260351)
小野 悠介 熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (60601119)
松尾 拡 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (70238971)
人見 涼露 九州歯科大学, 歯学部, 講師 (70548924)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / サルコペニア / 萎縮 / 筋分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢による骨格筋量の減少や機能低下（サルコペニア）は、要支援・要介護の主要な原因である。さらに疫学研究により骨格筋量が多いと様々な疾病に対する罹患率が低下し、健康長寿であることが明らかとなっている。そのため超高齢社会のわが国では、骨格筋の量と機能を維持することは優先的に取り組むべき課題である。
BMP-3b(GDF10)はTGF-βスーパーファミリーに属するサイトカインである。BMP-3bは他のBMPと異なりTGF-βやActivinと同様にSmad2/3シグナルを活性化する。Myostatinに代表されるようにSmad2/3シグナルの活性化は骨格筋分化を負に制御すると考えられるが依然として不明な点が多い。そこで本研究では骨や脂肪そして骨格筋などの運動器を構成する器官に発現するBMP-3bに着目し、骨格筋幹細胞、サテライト細胞の分化におけるBMP-3bの役割を検討した。
まずサテライト細胞由来細胞株C2C12細胞を用いた。CHO細胞由来ラットBMP-3b処理やマウスBMP-3b遺伝子の過剰発現はCAGA-luciferase活性やSmad 2/3シグナルの標的遺伝子であるPAI-1の発現を誘導した。2%ウマ血清含有培地で筋分化を誘導したところ、 BMP-3bは濃度依存的に筋分化マーカーのMyogenin (Myog)や Myosin heavy chainのmRNAやタンパク量を減少させた。しかしながら、ALK4, 5, 7阻害剤のSB431542の添加によりBMP-3bの筋分化マーカー抑制効果は解除された。
次にマウス長指伸筋から採取した初代培養サテライト細胞を用いて実験した。サテライト細胞の分化に伴いBMP-3bのmRNA量は減少した。さらにBMP-3bは濃度依存的にMyogやMyhcの発現量を減少させた。またBMP-3bに対する抗体を添加するとサテライト細胞の分化は亢進した。以上より、BMP-3bはサテライト細胞の分化を抑制する。
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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
現在、計画通りにBMP-3bのトランスジェニックマウスを用いた実験を研究が進行し、結果も得られているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに、BMP-3bの過剰発現系による実験系を前進させることができた。そのため、今後はBMP-3のnullマウス(既に搬入済）を用いてin vitro、in vivo両方から骨格筋におけるBMP-3bのLoss of functionの実験を行う。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究が予想以上に進展し、消耗品等の使用を減らすことができた。当該助成金を次年度の解析費用に用いることで研究遂行の更なるスピードアップを図る。
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Research Products
(5 results)
