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2012 Fiscal Year Annual Research Report

筋肥大・再生に伴う運動神経ネットワーク再構築の分子基盤

Research Project

Project/Area Number 22380145
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

辰巳 隆一  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40250493)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野谷 航  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20404056)
古瀬 充宏  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30209176)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords畜産学 / 食肉 / 骨格筋 / 筋幹細胞 / 運動神経 / 神経軸索成長ガイダンス因子 / Sema3A / 細胞増殖因子
Research Abstract

筋肥大・再生の基盤である「運動神経ネットワーク(神経末端の再生・新生筋線維への接着)の再構築を支配する分子機構」を明らかにすることを目的とした。これまでの研究により、筋が損傷すると、Day 4-12(分化期)の筋幹細胞(衛星細胞)が神経軸索ガイダンス因子semaphorin 3A (Sema3A) を合成・分泌することを見出し、「衛星細胞が運動神経ネットワーク再生を能動的に制御している」という先駆的な細胞間コミュニケーションモデルを提起した(Tatsumi et al. 2009)。本年度ではこれを発展させるため、Sema3A発現を制御する分子基盤を追究した。その結果、1)種々の細胞増殖因子のうち、肝細胞増殖因子(HGF)および線維芽細胞増殖因子2(FGF2)に強い発現誘導効果が認められ、100-300 pMでその効果が最大となる顕著な濃度依存性を示した。2)また、トランスフォーミング増殖因子(TGF)-β3には強い抑制効果が認められ、8 pM で最大の効果を発揮した。HGF, FGF2にTGF-β3を共添加するとSema3A発現が完全にキャンセルされたことから、TGF-β3がSema3A発現の強力な抑制因子として機能していることが示唆された。3)損傷・再生筋から経時的に回収した細胞外液をwestern blottingに供試したところ、HGFとFGF2は再生初期(Day 4-8)に、TGF-β3は再生中期(Day 12-14)に濃度が上昇することがわかった。4)さらには、Day 3-5に浸潤してくる抗炎症性マクロファージ(M2)がHGFを産生することから、これが上記のHGF濃度上昇を担っていると考えられた。以上の結果から、誘導因子と抑制因子の濃度が上昇する時間差によってSema3Aの発現が巧みに制御されているという「増殖因子濃度依存的な時系列制御機構」が予想された。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Comparative Analysis of Semaphorin 3A in Soleus and EDL Muscle Satellite Cells In Vitro toward Understanding Its Role in Modulating Myogenin Expression2013

    • Author(s)
      Suzuki et al.
    • Journal Title

      International Journal of Biochemistry and Cell Biology

      Volume: 45 Pages: 476-482

    • DOI

      10.1016/j.biocel.2012.10.003.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Satellite Cells Produce Neural Chemorepellent Semaphorin 3A upon Muscle Injury2013

    • Author(s)
      Sato et al.
    • Journal Title

      Animal Science Journal

      Volume: 84 Pages: 185-189

    • DOI

      10.1111/asj.12014.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 衛星細胞による運動神経支配の再構築制御仮説2013

    • Author(s)
      辰巳隆一
    • Journal Title

      生体の科学 (金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院)

      Volume: 64 Pages: 122-131

  • [Journal Article] Time-Coordinated Prevalence of Extracellular HGF, FGF2 and TGF-β3 in Crush-Injured Skeletal Muscle2012

    • Author(s)
      Do et al.
    • Journal Title

      Animal Science Journal

      Volume: 83 Pages: 712-717

    • DOI

      10.1111/j.1740-0929.2012.01057.x.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calcium Influx through a Possible Coupling of Cation-Channels Impacts Skeletal Muscle Satellite Cell Activation in Response to Mechanical Stretch2012

    • Author(s)
      Hara et al.
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      Volume: 302 Pages: C1741-C1750

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00068.2012.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋幹細胞による筋肥大・再生制御のクロストークダイナミクス(仮題)2013

    • Author(s)
      辰巳隆一
    • Organizer
      平成25年度日本栄養・食糧学会北海道支部会シンポジウム「組織の機能を支える細胞間クロストーク」
    • Place of Presentation
      北海道大学大学院農学研究院, 北海道札幌市
    • Year and Date
      20131026-20131026
    • Invited
  • [Presentation] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わる遺伝子発現を上昇させる2013

    • Author(s)
      小宮佑介ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] リンゴポリフェノールが培養筋管の筋線維タイプに及ぼす影響2013

    • Author(s)
      赤星眞理子ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 筋線維の核内受容体PPARδを活性化する新規食品成分検索2013

    • Author(s)
      石井もも子ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 活性化マクロファージは筋芽細胞の遊走性の調節に関与する2013

    • Author(s)
      坂口昇平ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 筋肉細胞分化時における筋幹細胞マーカーPax7とセマフォリン3Aの機能解明2013

    • Author(s)
      中村真子ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 筋幹細胞による筋線維型の自律制御機構2013

    • Author(s)
      鈴木貴弘ら
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会(優秀発表賞応募演題)
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] Syndecan-3 may implicate in regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cells2013

    • Author(s)
      ド・マイコイ・水野谷航・中村真子・辰巳隆一・池内義秀
    • Organizer
      第116回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学、広島市
    • Year and Date
      20130327-0330
  • [Presentation] マウス骨格筋線維を用いた筋内脂肪量評価系の構築2012

    • Author(s)
      澤野祥子ら
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 筋幹細胞による筋再生制御ダイナミクス2012

    • Author(s)
      辰巳隆一
    • Organizer
      第245回川崎医学会講演会
    • Place of Presentation
      川崎医科大学図書館小講堂, 倉敷市
    • Year and Date
      20121212-20121212
    • Invited
  • [Presentation] ペアードボックス転写因子Pax7とセマフォリン3Aによる筋肉細胞分化制御機構の解明2012

    • Author(s)
      中村真子ら
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] 筋幹細胞のプログラムド・メカノバイオロジー2012

    • Author(s)
      辰巳隆一
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会ワークショップ「骨格筋幹細胞研究の最前線」
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • Year and Date
      20121211-1214
  • [Presentation] 脂肪酸が骨格筋線維タイプに及ぼす影響2012

    • Author(s)
      水野谷航ら
    • Organizer
      精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議
    • Place of Presentation
      JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
    • Year and Date
      20121205-20121206
    • Invited
  • [Presentation] 神経軸索成長ガイダンス因子semaphorin 3Aによる筋線維型の制御2012

    • Author(s)
      鈴木貴弘ら
    • Organizer
      精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議
    • Place of Presentation
      JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
    • Year and Date
      20121205-20121206
    • Invited
  • [Presentation] Mechano-Sensing Calcium-Influx Machinery that Instigates Skeletal Muscle Satellite Cell Activation2012

    • Author(s)
      Tatsumi et al.
    • Organizer
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • Place of Presentation
      Barga, Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120812-20120817
  • [Presentation] Semaphorin 3A regulates the early differentiation of satellite cells2012

    • Author(s)
      Suzuki et al.
    • Organizer
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • Place of Presentation
      Barga, Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120812-20120817
  • [Presentation] Heparan/chondroitin sulfate chains may mediate HGF/FGF2-induced up-regulation of neural chemorepellent Sema3A in satellite cell cultures2012

    • Author(s)
      Do et al.
    • Organizer
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • Place of Presentation
      Barga, Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120812-20120817
  • [Presentation] Change of skeletal muscle fiber types by n-3 poly unsaturated fatty acid2012

    • Author(s)
      Komiya et al.
    • Organizer
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells
    • Place of Presentation
      Barga, Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120812-20120817
  • [Presentation] APOBEC2 deficiency causes increased autophagy and abnormal mitochondria in skeletal muscle2012

    • Author(s)
      Sato et al.
    • Organizer
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells
    • Place of Presentation
      Barga, Lucca, Italy
    • Year and Date
      20120812-20120817
  • [Presentation] 筋幹細胞・運動神経軸索・活性化マクロファージのクロストーク2012

    • Author(s)
      辰巳隆一
    • Organizer
      北大食肉科学セミナー「骨格筋における異種細胞間コミュニケーションに関する研究展開」
    • Place of Presentation
      北海道大学大学院農学研究院, 北海道札幌市
    • Year and Date
      2012-05-11
  • [Remarks] 九州大学大学院農学研究院 資源生物科学部門 動物・海洋生物資源学講座 畜産化学分野のHP

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/muscle_and_meat/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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