Inter-organ regulation of skeletal muscle atrophy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K19641
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Fujimaki Shin 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (10795678)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 筋萎縮 / 血管内皮細胞 / Dll4-Notch2軸

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to clarify the upstream mechanism initiating muscle atrophy, and discovered "the vascular Dll4-muscular Notch2 axis": vascular endothelial cells release the soluble form of Dll4, which activates muscular Notch2, leading to muscle atrophy. Blocking this axis by genetic models, neutralizing antibodies, and low-molecular weight compounds prevents disuse- or diabetes-induced muscle atrophy and promotes overloading-induced muscle hypertrophy.

Free Research Field

骨格筋生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、これまで通説となっていた「Notch = 幹細胞」という考え方を打破し、成熟した筋線維におけるNotchシグナルの機能を明らかにしたことで、Notchの研究に新たな展開を生む新規性の高い知見である。また本研究成果は、血管が酸素や栄養素を末梢に運ぶ単なる輸送担体ではなく、直接的に筋量調節を行う機能を有していることを示しており、骨格筋研究のさらなる発展に寄与しうるものである。本成果をさらに深めることで、各種筋萎縮症に対する治療法開発や創薬応用を実現したいと強く考える。