2021 Fiscal Year Annual Research Report
骨格筋エクソソームの生理的役割及び生活習慣がその機能性に与える影響の解明
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20J22415
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡辺 祥 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | エクソソーム / 細胞外小胞 / 骨格筋 / 運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、in vivoにおいて骨格筋が分泌するエクソソームの機能を解明することである。本研究において、骨格筋エクソソームの追跡及び単離が可能な遺 伝子改変マウスを作成する。単離した骨格筋エクソソーム及び同定した輸送先臓器に対して統合的オミクス解析を実施しすることで骨格筋エクソソームが果たす生理機能の解明を目指す。本年度は以下２点の研究を実施した。
1. 骨格筋エクソソーム標識マウスの作成
昨年度骨格筋エクソソームを発光及び特異的な単離を可能とするペプチドタグを標識する改変タンパクを作成した。本年度はプラスミドのマイクロインジェクションによって遺伝子改変マウスの作成を行い、その戻し交配を完了した。戻し交配中のマウスを用いて実験を行ったところ、目的タンパク質が骨格筋特異的に発現していること、及び血中を経て各臓器に蓄積する様子を検出した。また、ペプチドタグに対応する抗体特異的に生体サンプルから骨格筋エクソソームの特異的な単離が可能であることを確認した。
2. 骨格筋間質に局在するエクソソームの単離法の構築
昨年度の研究より骨格筋から分泌したエクソソームの大部分は骨格筋組織内で生理機能を持つことが示唆されている。そこで骨格筋の間質に局在する骨格筋エクソソームを直接的に単離する手法を構築しようと試みた。本研究で構築された手法を用いて単離した骨格筋エクソソームは筋芽細胞に取り込まれて筋分化を誘導する機能を持つことを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
予定していた遺伝子改変マウスの作成を行い、本年度中に戻し交配を終えている。作成した遺伝子改変マウスでは目的タンパク質が骨格筋特異的に発現していることを確認し、骨格筋エクソソームの追跡、及び単離ができる実験系であることを確認している。また、血液に加えて骨格筋間質からもエクソソームを単離する手法を独自に構築しており、組織内外において骨格筋エクソソームの機能を明らかにするにあたって十分な実験手法を整えることが出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
作成した遺伝子改変マウスを用いて、運動刺激に対して骨格筋エクソソームの内容物の変動、及び輸送先臓器の同定を行う。運動刺激前後で血中及び間質から骨格筋エクソソームを単離し、miRNAの網羅解析を行う。輸送先臓器のRNAシーケンスデータとmiRNAデータを統合することで、運動特異的に骨格筋エクソソームに豊富に含まれるmiRNAの同定及び輸送先臓器における作用点を特定する。同定された化合物が機能を果たす詳細な分子メカニズムについては、任意の培養細胞やマウスオルガノイド系に対してエクソソームも しくは化合物単体の添加実験を行うことで解明を目指す。
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