Control of intracellular ion on skeletal muscle formation

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12777
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: ASANO Toshifumi 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (30552476)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 細胞融合 / 細胞内カルシウム / 骨格筋細胞分化 / 光遺伝学

Outline of Final Research Achievements

In this study, we controlled the intracellular ion to elucidate the mechanism of skeletal muscle cell differentiation using optogenetics. We developed a color switch-based reporter system with optogenetic stimulation for the detection of myoblast fusion. Our results suggested that the intracellular calcium increase are essential for the myoblast fusion to form multinucleated myotubes and have the capability to promote the skeletal muscle formation.

Free Research Field

細胞工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

組織の恒常性維持を担う細胞の増殖や分化の制御機構を知ることは重要である。本研究は骨格筋形成における細胞内イオン動態の働きを明らかにすることを目指した。形態的な指標では曖昧な筋芽細胞の融合現象を蛍光シグナルの変化により視覚化する光遺伝学ツールを構築し、経時変化を感度良く検出することができた。筋分化誘導時にカルシウムシグナルを惹起させると、筋芽細胞の融合が促されて筋管細胞の形成が誘導されることが示唆された。筋形成の光誘導技術は骨格筋組織の再生や発達のメカニズムを検証するツールとしてだけでなく、新しい骨格筋治療の基盤技術としても期待できる。