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2015 Fiscal Year Annual Research Report

筋肥大・再生に伴う筋線維型制御機構の新展開

Research Project

Project/Area Number 25292164
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) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords筋幹細胞(衛星細胞) / 骨格筋(食肉) / 筋線維型 / 遅筋型筋線維 / 遅筋型ミオシン / Sema3A / 細胞膜受容体 / 食品由来アゴニスト
Outline of Annual Research Achievements

分化初期の筋幹細胞(衛星細胞)が合成・分泌するSema3Aが細胞膜受容体・転写制御因子myogenin依存的に遅筋型筋線維の形成を誘導する因子であるかどうかを調べるため、最終年度では先ず、衛星細胞特異的Sema3Aノックアウトマウス(Sema3A-cKO)を用いたin vivo実験を進めた。後肢下腿部のヒフク筋にcardiotoxinを注入し筋損傷を誘導し、筋再生が完了する損傷後28日目に、遅筋型筋線維割合の指標となる筋持久力(脛骨神経の電気刺激によって発生する最大発揮張力の経時的減衰)を測定した。最大発揮張力の初期値は有意に増加し、その経時的減衰は対照区に比べ大きかったことから、Sema3A-cKOにより遅筋型筋線維割合が減少することがわかった。次に、衛星細胞の培養系において、neuropilin2およびplexinA3をノックダウンするとmyogeninと遅筋型ミオシンの発現が有意に低下し、一方、neuropilin1およびplexinA1, 2をノックダウンするとmyogeninと速筋型ミオシンの発現が有意に増加した。これら結果から、受容体neuropilin2/plexinA3にSema3Aが結合すると遅筋型ミオシンの発現が誘導されると共に、neuropilin1/plexinA1, 2は速筋型ミオシンの発現抑制をシグナリングしていると考えられた。従って本研究により、衛星細胞が合成・分泌するSema3Aリガンドにより細胞膜受容体・myogeninからなるシグナリング軸を介して遅筋型筋線維の形成が誘導されることが明確になった。更には、受容体neuropilin1/plexinA1, 2の食品由来アゴニストを見出し、これをラットに給餌あるいは衛星細胞培養系に添加すると遅筋型ミオシンとmyogeninの発現が増加することも確認した。遅筋型筋線維の形成を食品成分で誘導する栄養機能学的制御技術の開発を展望した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Semaphorin 3A promotes activation of Pax7, Myf5, and MyoD through inhibition of emerin expression in activated satellite cells2016

    • Author(s)
      Mulan Qahar, Yuko Takuma, Wataru Mizunoya, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Mako Nakamura
    • Journal Title

      FEBS openbio

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12050

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Physiological roles of adipokines, hepatokines, and myokines in ruminants.2016

    • Author(s)
      Sang-Gun Roh, Yutaka Suzuki, Takaufmi Gotoh, Ryuichi Tatsumi, Kazuo Katoh
    • Journal Title

      Asian-Australasian Journal of Animal Sciences

      Volume: 29 Pages: 1-15

    • DOI

      10.5713/ajas.16.0001R

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improvement of Endurance Based on Muscle Fiber-Type Composition by Treatment with Dietary Apple Polyphenols in Rats2015

    • Author(s)
      Wataru Mizunoya, Hideo Miyahara, Shinpei Okamoto, Mariko Akahoshi, Takahiro Suzuki, Mai-Khoi Q. Do, Hideaki Ohtsubo, Yusuke Komiya, Mu Lan, Toshiaki Waga, Akira Iwata, Koichi Nakazato, Yoshihide Ikeuchi, Judy E. Anderson, Ryuichi Tatsumi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0134303

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transmembrane proteoglycans syndecan-2, 4, receptor candidates for the impact of HGF and FGF2 on semaphorin 3A expression in early-differentiated myoblasts2015

    • Author(s)
      Mai-Khoi Q. Do, Naomi Shimizu, Takahiro Suzuki, Hideaki Ohtsubo, Wataru Mizunoya, Mako Nakamura, Shoko Sawano, Mitsuhiro Furuse, Yoshihide Ikeuchi, Judy E. Anderson, Ryuichi Tatsumi
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 3 Pages: e12553

    • DOI

      10.14814/phy2.12553

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 筋肥大・再生における異種細胞間コミュニケーションダイナミクス ―筋幹細胞による運動神経支配の再構築制御(仮説)を話題にして―2015

    • Author(s)
      辰巳 隆一, Do Mai-Khoi Quy, 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 大坪秀明, 小宮佑介, 澤野祥子, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀
    • Journal Title

      食肉の科学(日本食肉研究会)

      Volume: 56 Pages: 103-112

  • [Presentation] Sema3Aはemerin 発現を阻害することで筋特異的因子Pax7およびMyf5 発現を増加させ、筋芽細胞の増殖能を上昇させる2016

    • Author(s)
      木蘭, 水野谷 航, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 中村 真子
    • Organizer
      第121回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      日本獣医生命科学大学、武蔵野市
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] 骨格筋形成における脱アミノ化酵素APOBEC2 の機能2016

    • Author(s)
      大坪 秀明, 佐藤 祐介, 鈴木 貴弘, 水野谷 航, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀
    • Organizer
      第121回日本畜産学会大会
    • Place of Presentation
      日本獣医生命科学大学、武蔵野市
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [Presentation] Sema3Aによる筋線維型の初期決定に関する研究2015

    • Author(s)
      大屋雄暉, 鈴木貴弘, Do Mai-Khoi, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀, 辰巳 隆一
    • Organizer
      日本畜産学会第120回大会
    • Place of Presentation
      酪農学園大学(江別市)
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-12
  • [Presentation] 筋芽細胞が合成・分泌するSema3Aはアセチルコリン受容体の発現と機能的凝集を制御する2015

    • Author(s)
      Mai-Khoi Q. Do, 水野谷 航, 尾嶋孝一, 中村 真子, 池内 義秀, Judy E. Anderson, 辰巳 隆一
    • Organizer
      第1回日本筋学会学術集会
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター(小平市)
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [Presentation] 筋芽細胞におけるSema3AとPax7発現の相互作用に関する研究2015

    • Author(s)
      木蘭, 尾嶋孝一, 大川 恭行, 中村 真子, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
    • Organizer
      第1回日本筋学会学術集会
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター(小平市)
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [Presentation] 筋幹細胞由来のSema3Aによる筋線維型制御に関する研究2015

    • Author(s)
      鈴木貴弘, 西松伸一郎, 寺田久美子, 片瀬直樹, 濃野勉, 大澤裕, 砂田芳秀, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
    • Organizer
      第1回日本筋学会学術集会
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター(小平市)
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08

URL: 

Published: 2017-01-06  

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