比較動物学的見地からの筋発生学・筋再生学再構築への挑戦

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K22359
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山内 啓太郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70272440)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 渉 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (40708161)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: MyoD / Myf-5 / GFP / mCherry / 筋前駆細胞 / 骨格筋

Outline of Annual Research Achievements

筋分化マスター因子MyoDは、発生段階で筋細胞系譜の決定を担う因子として世界で初めて発見された。筋細胞の発生に関わる因子としてMyoDと同様の構造をもつMyf5、Myogenin、MRF4が相次いで同定され(MyoDファミリー因子)、MyoDとMyf5が筋細胞への決定を、Myogeninがその後の分化を、そしてMRF4が最終的な筋線維の成熟を担うという一連のカスケードが明らかにされた。特にMyoDやMyf5を単独で欠損したマウスは、ほぼ正常に筋発生や成長がおこることから、これら2つの因子は互いの機能を代償的に補完していると考えられてきた。一方、申請者は、MyoD欠損ラットを作製したところ、マウスとは全く異なり、全てが離乳前に死 亡することを見出した。これはヒトでMyoDが欠損すると新生児が出生直後に不動症により死亡することと一致している。 そこで本研究では、これまでマウスで得られてきた筋発生におけるマスター因子の機能や重要性は必ずしも哺乳類全般に普遍的なものではないという仮説のも と、MyoDをはじめとする筋分化マスター因子の欠損ラット及びこれら因子の発現を蛍光タンパク質で可視化したラットの作成を行うことで、比較動物学的見地か ら筋発生学や筋再生学の再構築を試みることを目的とした。 本年度は以下のような進展があった。
１．MyoD欠損ラット由来の筋前駆細胞がin vitroでは筋管形成がみられないことが判明した。興味深いことにbFGF添加により野生型と同等の筋分化能を示すようになることが明らかとなった。
２．Myf-5欠損ラットの系統化が終了し、ほとんどが出生後まもなく死亡することが判明した。
３．MyoD-GFPラットMyf5-mCherryラット由来の筋前駆細胞がそれぞれGFP、mCherryの蛍光を指標にソーティングすることで純化可能であることが確認された。