Rescue of COVID-19-related skeletal muscle damage by skeletal muscle-specific microRNA

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K17496
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 森 拓也 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (70897412)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サルコペニア / HMGB1 / 悪液質 / 重症感染症 / サイトカインストーム

Outline of Annual Research Achievements

われわれはマウスがん悪液質モデルを用いて、悪液質性骨格筋萎縮に関わる因子を検討した。悪液質モデルは、BALB/cマウスに対し、CT26癌細胞（1*10^6 / 0.2mL）を腹腔内接種にて作成し、平均40％程度の骨格筋萎縮が生じるモデルを確立している。悪液質の腹水ではHMGB1とTNF-αの増加を確認した。HMGB1は、骨格筋においてmTOR活性を抑制し、オートファジー関連タンパク質を増加させ、オートファジーを誘発した。次に、HMGB1を含む腹水を事前に筋管細胞に分化させたC2C12細胞の培地に20％添加し、48時間培養後、骨格筋ミトコンドリア代謝を測定した。腹水処理されたC2C12細胞のミトコンドリアは基礎呼吸、ATP産生、プロトンリーク、最大呼吸、および予備容量が大幅に低下した。これらの結果より、HMGB1に関連するミトコンドリア機能障害は悪液質骨格筋萎縮の1つの要因に関与している可能性が示唆された。HMGB1は重症感染症における増悪因子として知られており、TNFα、IL-1β、IFNγなどとともに相互分泌誘導作用を有し、サイトカイン・ストームの発生の引き金を引くことから、COVID-19感染症における役割についても注目が集まっている。HMGB1がサルコペニアを惹起することが今回の検討から明らかになったことから、COVID-19感染症においてもHMGB1がサルコペニアの原因因子として重要視される。

Current Status of Research Progress

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

Reason

HMGB1が重症感染症におけるサルコペニアの原因因子として重視されることが明らかになり、今後の研究の焦点を絞り込むことが可能になった。

Strategy for Future Research Activity

COVID-19感染症モデルを用いてHMGB1の動態を明らかにするとともに、HMGB1標的治療の可能性を検討する。

Causes of Carryover

動物実験を次年度施行することにしたため、その費用が次年度使用額となった。本実験は次年度速やかに実施する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 南通大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 南通大学
• [Journal Article] Nutritional intervention for cancer sarcopenia (2021)
  • Author(s): Takuya Mori、Akira Kido、Isao Kawahara、Shota Nuaga、Yoshihiro Miyagawa、Kei Goto、Shiori Mori、Shingo Kishi、Kiyomu Fujii、Rina Fujiwara-Tani、Hiroki Kuniyasu
  • Journal Title: Annals of Musculoskeletal Medicine Volume: 5 Pages: 001～004
  • DOI: 10.17352/amm.000024
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of Glycated High Mobility Group Box-1 in Gastric Cancer (2021)
  • Author(s): Kishi Shingo、Nishiguchi Yukiko、Honoki Kanya、Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Sasaki Takamitsu、Fujii Kiyomu、Kawahara Isao、Goto Kei、Nakashima Chie、Kido Akira、Tanaka Yasuhito、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 22 Pages: 5185～5185
  • DOI: 10.3390/ijms22105185
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effect of Vitamin B2 and Vitamin E on Cancer-Related Sarcopenia in a Mouse Cachexia Model (2021)
  • Author(s): Mori Takuya、Goto Kei、Kawahara Isao、Nukaga Shota、Wakatsuki Yuma、Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Kishi Shingo、Sasaki Takamitsu、Ohmori Hitoshi、Kido Akira、Honoki Kanya、Tanaka Yasuhito、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: BioMed Volume: 1 Pages: 50～62
  • DOI: 10.3390/biomed1010004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] BRAF Mutation Is Associated with Hyperplastic Polyp-Associated Gastric Cancer (2021)
  • Author(s): Fujiwara-Tani Rina、Okamoto Ayaka、Katsuragawa Hiroyuki、Ohmori Hitoshi、Fujii Kiyomu、Mori Shiori、Kishi Shingo、Sasaki Takamitsu、Nakashima Chie、Kawahara Isao、Hojo Yudai、Nishiguchi Yukiko、Mori Takuya、Mizumoto Takeshi、Nagai Kenta、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 22 Pages: 12724～12724
  • DOI: 10.3390/ijms222312724
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] がん性サルコペニアに対するビタミンB2とビタミンEの効果 (2021)
  • Author(s): 川原 勲、森 拓也、額賀翔太、宮川良博、後藤 桂、若槻優真、大森 斉、藤井 澄、森 汐莉、谷 里奈、岸 真五、國安弘基
  • Organizer: 第110回日本病理学会総会
• [Presentation] がん悪液質において抗酸化作用を持つアミノ酸の経口摂取は骨格筋萎縮を抑制する (2021)
  • Author(s): 森 拓也、藤井 澄、川原 勲、額賀翔太、宮川良博、後藤 桂、森 汐莉、岸 真五、谷 里奈、大森 斉、國安弘基
  • Organizer: 第110回日本病理学会総会
• [Presentation] 中鎖脂肪酸とグルコースの併用によるがん悪液質由来心筋障害の抑制 (2021)
  • Author(s): 額賀翔太、森 拓也、川原 勲、宮川良博、後藤 桂、谷 里奈、岸 真五、森 汐莉、藤井 澄、大森 斉、國安弘基
  • Organizer: 第6回日本がんサポーティブケア学会学術集会
• [Presentation] Mitochondrial impairment is involved in cancer skeletal muscle atrophy. (2021)
  • Author(s): Mori T, Ohmori H, Kawahara I, Nukaga S, Goto K, Mori S, Kishi S, Fujiwara-Tani R, Luo Y, Kuniyasu H
  • Organizer: 80th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer
• [Presentation] Effect of nutritional intervention with medium-chain fatty acids and glucose on cancer-derived myocardial atrophy. (2021)
  • Author(s): Nukaga S, Mori T, Kawahara I, Miyagawa Y, Goto K, Fujiwara-Tani R, Kishi S, Mori S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Organizer: 80th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer
• [Remarks] 奈良県立医科大学分子病理学
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~molepath/