Clarification epigenetic regulatory mechanisms underlying ageing-related sarcopenia

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03786
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Imai Yuuki 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (10423873)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: サルコペニア / 筋衛星細胞 / エピジェネティクス / Uhrf1 / Dnmt1

Outline of Final Research Achievements

We demonstrate that a key epigenetic regulator, ubiquitin like with PHD and RING finger domains 1 (Uhrf1), is activated in proliferating myogenic cells but not expressed in quiescent satellite cells or differentiated myogenic cells in mice. Ablation of Uhrf1 or Dnmt1 in mouse satellite cells impairs their proliferation and differentiation, leading to failed muscle regeneration. Uhrf1-deficient myogenic cells exhibited aberrant upregulation of transcripts, including Sox9, with the reduction of DNA methylation level of their promoter and enhancer regions. These findings show that Uhrf1 and Dmt1 are critical epigenetic regulators of proliferation and differentiation in satellite cells, by controlling cell-type-specific gene expression via maintenance of DNA methylation.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

健康長寿獲得のためには、要支援の最大要因であるサルコペニアなどの運動機能退行メカニズムの理解とその予防・治療法の開発が必須である。そのために遺伝的要因の同定と、老化などの環境因子を含めた後天的要因の理解が必要である。本研究では、後天的要因のエフェクターと考えられるエピゲノム制御として、DNAの維持メチル化が骨格筋の恒常性維持に必須であり、特に筋再生において重要な役割を果たしていることを見出した。