がん性骨格筋萎縮の機構解明に基づくビタミンD投与の有用性検討

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K19405
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology
• Principal Investigator: 宮川 良博 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 再生再建医学研究部, 研究員 (70867291)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 骨格筋 / 悪液質 / サルコペニア / ビタミンD / 栄養

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、骨格筋特異的VDR欠損（VDR-cKO）マウスとがん悪液質モデルを組み合わせた手法を用いてがん悪液質によるVDR発現亢進の分子機構を明らかにし、がん悪液質性筋萎縮－加齢性筋萎縮－ビタミンDをつなぐ分子メカニズムを解明する。
本年度は、マウス骨格筋細胞株Ric10とマウス大腸がん細胞株C26を用いた「in vitroがん悪液質モデル」を作製し、マウス筋管細胞を悪液質環境に曝すことで細胞径が有意に萎縮し（筋萎縮）、骨格筋構造タンパク質であるMyh2の発現が有意に減少することなどを明らかにした。また本モデルでは、筋萎縮関連因子Murf1やMyostatinの発現増加を認めた一方で、Myostatinのシグナル伝達因子であるSmad2の活性化は認められなかった。このことは、悪液質環境下で生じる筋萎縮にMyostatinシグナル伝達経路が積極的には関与していない可能性を示している。現在更に培養条件の検討を進めており、「in vitroがん悪液質モデル」の確立とがんサルコペニアにおけるエネルギー代謝変化について検討している。
in vivo実験系では、Myf6-CreERマウスとVDR-floxedマウスを交配することでVDR-cKOマウスを作出し、このマウスにC26を腹腔内に投与することでがん悪液質モデルを作製した。このマウスモデルでは、およそ10日間で悪液質が確認され、非悪液質マウスと比較し骨格筋重量、脂肪重量が有意に減少した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度はがん悪液質を再現するin vitroモデルを作製し、筋萎縮に関連する因子について解析を進めた。現在、VDR-cKOマウスにおける代謝関連因子の発現変化、またVDR-cKOマウスがん悪液質モデルの表現型を解析している。

Strategy for Future Research Activity

VDR-cKOマウスがん悪液質モデルについて、トランスクリプトーム解析によりVDR発現調節因子、またがん悪液質により変動する代謝関連因子を解析する。さらに、“がん悪液質で変動する骨格筋VDR発現調節因子および経路”に着目し、VDR関連因子群の欠損およびビタミンD添加の影響について、in vitroがん悪液質モデルを用いて検討する。

Causes of Carryover

本年度実施予定としていたVDR-cKOマウスサンプルのトランスクリプトーム解析が、実験スケジュールの変更に伴い次年度に施行することとなった。必要消耗品については本年度発注済みである。