新規サルコペニア関連マイオカインとオステオカインの検索

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K09336
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 冨永 博之 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (20750798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 昇 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (20626866) ; 前田 真吾 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任教授 (60353463)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: オステオサルコペニア / 後肢免荷モデル / 老齢マウス / 腱板促進モデル

Outline of Annual Research Achievements

骨粗鬆症やサルコペニアに関与する新たなマイオカイン(筋肉の構成細胞から産生される液性ホルモン様因子)を同定するために、後肢免荷モデル、腱板切除モデルの作成と老化促進マウスの解析を行った。後肢免荷モデルでは2週間の免荷でヒラメ筋の重量が減少、また腱板切除モデルでは棘上筋、棘下筋の重量が減少することを確認した。８ヶ月齢の老化促進マウスは、老化抵抗性マウスと比較し、筋重量が低下していることを確認した。後肢免荷モデルのヒラメ筋を用いてマイクロアレイを行い、未知のマイオカインを探索したところ、筋萎縮に伴い上昇する遺伝子と減少する遺伝子を候補として同定した。しかし、再現実験により再現性が得られなかったため、２つのモデルでの網羅的解析を行い、共通する変動遺伝子を再度探索することとした。我々が使用している老化促進マウスは、mRNAの変化が過去の報告と異なっていたため、サルコペニアのモデルとしては不適切と判断し、老齢マウスを用いることとした。後肢免荷モデルと老齢マウスのヒラメ筋を用いてRNA-sequenceを行い、二つのモデルマウスともにに変化をきたす未知のマイオカイン候補遺伝子として５つの遺伝子を同定した。候補遺伝子の機能解析のため、筋芽細胞株であるC2C12を用いて、siRNA transefectionによるKnock down実験を行った。ある遺伝子では筋繊維径が減少し、また別の遺伝子では逆に肥大していることを確認した。in vitro実験での変化が見られたため現在有力な候補遺伝子のconditional knockout mouseを作成中し、その表現型の解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目的は複数のサルコペニアモデルマウスから共通に発現変動する分子を同定して機能を解析し、新規の”骨格筋量減少”主要責任分子(マイオカイン・オステオカイン)を検索することであるが、我々は現在候補遺伝子を複数同定している。conditional knockout mouseを作成中であり、その表現型を評価する予定であるため概ね順調に進展しているものと考える。

Strategy for Future Research Activity

後肢免荷モデルと老齢マウスを用いて、未知のマイオカイン候補遺伝子２つを同定した。今後は、免疫染色やウェスタンブロッティングによって候補遺伝子のタンパク量の変化や、ELISAにて血中濃度の確認を行う。primary myoblastでの機能解析や、recombinant proteinを用いてgain functionも確認する。また、骨組織への影響も確認するため、骨芽細胞分化(MC3T3-E1、ST-2、初代骨芽細胞、初代間葉系幹細胞)への影響を調べる。現在、有力な候補遺伝子の筋組織特異的タモキシフェン誘導型conditional knockout mouseを作成中である。成熟後や老齢期においてタモキシフェンを投与し、筋組織と骨組織への影響を調査し、マイオカインそしてオステオサルコペニアの治療標的となり得るかを検証したい。

Causes of Carryover

シミュレーションとして旅費を計上していたが発表準備が完了しなかったため計上しなかった。