Construction of a System for Visualizing the Differentiation Fate of Skeletal Muscle Cells

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11540
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Mukogawa Women's University
• Principal Investigator: YAMAZOE Mitsuyoshi 武庫川女子大学, 健康・スポーツ科学部, 教授 (00284745)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 骨格筋 / 速報 / 遅筋 / 分化運命 / ゲノム編集 / 蛍光蛋白質

Outline of Final Research Achievements

To elucidate what stimuli regulate the differentiation of skeletal muscle progenitor cells into fast or slow muscle fibers, and how the mutual transformation between fast and slow fibers can be facilitated, it was necessary to develop a system that can efficiently analyze the state of skeletal muscles. In this study, I aimed to visualize the types of muscle fibers in multiple colors by using genome editing techniques to insert genes for fluorescent proteins of different colors into the myosin heavy chain gene regions of each muscle fiber. However, the myosin heavy chain genes form a family, making it extremely difficult to create targeting plasmids. I first attempted to knock-in a gene into the MYH7 locus (slow muscle type), but I have not yet obtained cells with successful genetic modification.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

速筋と遅筋を生細胞の状態で区別することができれば、両者の比率が変化するような刺激を探索することができる。このようにして見出した新規の物理的刺激を利用することで、新しいトレーニング方法を開発できる可能性がある。また老人や廃用性萎縮の患者では、速筋繊維と遅筋繊維の組成が偏ることが日常生活に支障をきたす一因となっている。このような場合、筋繊維タイプを変化させることができる刺激を与えることで、QOLを向上できる。さらにマウスiPS細胞にこのレポーター遺伝子系を導入することで、ジャームライントランスミッションを経て遺伝子改変マウスを作製し、個体レベルで筋繊維組成の変化について研究を進めることができる。