2013 Fiscal Year Annual Research Report
骨格筋における異種細胞間コミュニケーション機構の解明
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24248045
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西邑 隆徳 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10237729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保坂 善真 鳥取大学, 農学部, 教授 (00337023)
辰巳 隆一 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40250493)
尾嶋 孝一 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所 畜産物研究領域, 研究員 (60415544)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 細胞間コミュニケーション / 筋細胞 / 脂肪細胞 / 神経細胞 / 細胞外マトリックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪前駆細胞であるマウス3T3-L1細胞の増殖・分化・成長の各過程において分泌されるタンパク質/ペプチドの網羅的かつ定量的な解析を行い、発現プロファイルを作成した。同定した215個のタンパク質/ペプチドのうち、分泌性因子は86個であった。分泌性因子の内訳は成長因子、細胞外マトリックス、タンパク質分解酵素阻害剤、およびエクソソーム構成タンパク質などであった。コラーゲンを主体とする細胞外マトリックス成分の分泌が分化と共に増加する傾向が示され、脂肪細胞が積極的に細胞外マトリックスを形成することが示唆された。
筋細胞と脂肪細胞の細胞間コミュニケーション機構：筋芽細胞を分化させた筋管と脂肪前駆細胞を分化誘導した脂肪細胞を共培養すると、脂肪細胞の脂肪滴のサイズが単独培養の脂肪細胞のそれに比べて小さくなることが示された。また、筋管の培養上清を用いて培養した脂肪細胞においても同様の傾向が認められた。
筋細胞の細胞外コミュニュケーション因子の一つと考えられるデコリンをノックダウンした筋芽細胞の性状を検索した。デコリンをノックダウンすると細胞の増殖や筋管の形成が促進し、その作用部位が糖鎖（コンドロイチン硫酸B）であることを明らかにした。デコリンの増殖および筋分化をコンドロイチン硫酸Bが制御している可能性が示唆された。
分化初期の衛星細胞（筋芽細胞）が分泌する神経軸索ガイダンス因子Sema3Aによる運動神経末端の再接着制御機構を追究した。筋芽細胞の分化培養液にSema3A-siRNAを添加しSema3A発現をノックダウンすると、アセチルコリン受容体（nAChR）サブユニットγ, εの発現が有意に抑制されることを、RT-qPCRおよびwestern blotting解析により明らかにした。他のサブユニットα, β, δおよび MuSK, rapsyn の発現には変化は認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度実施した筋細胞での各ステージにおける分泌タンパク質の網羅的・定量的解析に引き続き、今年度は脂肪細胞が分泌する生理活性因子の網羅的解析を行い、その解析を終了し、昨年度までの遅れを取り戻した。また、筋細胞と脂肪細胞とのコミュニケーション機構については、新たに筋管と脂肪滴を蓄え始めた脂肪細胞との共培養系で実験を進め、筋管の共存によって脂肪細胞の脂肪滴の成長が抑制されることを新たに示した。さらに、分化初期の衛星細胞（筋芽細胞）が産生・分泌する神経軸索ガイダンス因子Sema3Aをノックダウンすると、アセチルコリン受容体サブユニットγ, εの発現が有意に抑制されることを示した。このように、ほぼ当初の計画通り研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
筋脂肪および脂肪細胞が各ステージで分泌するタンパク質／ペプチドの網羅的解析はほぼ終了したので、これらの中から筋細胞および脂肪細胞にオートクリンに、あるいはパラクリンに作用する可能性のある生理活性因子を絞り込む。筋細胞と脂肪細胞とのコミュニケーション機構については、筋管が分泌する生理活性因子の一つであるミオスタチンに焦点を当て、筋管が分泌するミオスタチン量を定量するとともに、脂肪細胞膜上の受容体の検索ならびに細胞外マトリックスの関与を検証していく。さらに、筋衛星細胞と神経細胞の細胞間コミュニケーション機構については、本年度の研究でアセチルコリン受容体の関与が示唆されたので、アセチルコリン受容体の挙動にも焦点を当てて検討を進める予定である。
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[Journal Article] Preliminary Time-Course Study of Antiinflammatory Macrophage Infiltration in Crush-Injured Skeletal Muscle2013
Author(s)
Jun-ichi Shono, Shohei Sakaguchi, Takahiro Suzuki, Mai-Khoi Q. Do, Wataru Mizunoya, Mako Nakamura, Yusuke Sato, Mitsuhiro Furuse, Koji Yamada, Yoshihide Ikeuchi, Ryuichi Tatsumi
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Journal Title
Animal Science Journal
Volume: 84
Pages: 744-750
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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