Functional diversity of striated muscles unraveled from nuclear envelopathy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03594
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52020:Neurology-related
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: Yukiko Hayashi 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (50238135)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川原 玄理 東京医科大学, 医学部, 准教授 (40743331) ; 和田 英治 東京医科大学, 医学部, 講師 (60756948) ; 華藤 恵美 東京医科大学, 医学部, 助教 (20776025) ; 川幡 由希香 東京医科大学, 医学部, 助教 (80778473)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 核膜 / ラミンA/C / エメリン / 筋ジストロフィー / 心筋症

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the differences between striated muscle types; slow-twitch, fast-twitch, and cardiac muscles from the unprecedented viewpoint of "nuclear envelope" using an animal model of nuclear envelopathy. We found different expression of the nuclear membrane proteins and their related proteins between three types of striated muscles. The abnormal nuclear shape, the expression and localization of nuclear envelope proteins in model animals differed from early stages of the disease, depending on the muscle type. Regeneration capacity of skeletal muscle was normal in the animal model. Myonuclei dynamically change their position in cultured skeletal muscle cells, and their behavior is different in nuclear envelopathy. Effects of emerin deficiency are significantly different in skeletal and cardiac muscles of lamin A/C mutant mice.

Free Research Field

生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、同じ横紋筋であっても、骨格筋の遅筋と速筋、心筋で核膜タンパク質や関連分子の発現が異なっていること、核膜病では病初期から核膜関連分子の発現や局在の変化が認められることから核膜病の複雑な病態の一端を明らかにできた。また、骨格筋細胞内で核が複雑にその局在を変化させていることから、核の移動と病態との関連も強く示唆された。
疾患筋で発現の異なる分子に対する薬物をモデルマウスに投与し、効果を検証中であり、今後新たな治療法の開発につながる可能性がある。