2015 Fiscal Year Research-status Report
カルパイン３遺伝子改変マウスを用いた肢帯型筋ジストロフィー2A発症の分子機構解析
| Project/Area Number |
26670166
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
|---|
Principal Investigator |
大内 史子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主任研究員 (00435710)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | カルパイン / 筋ジストロフィー / プロテオーム解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
通常条件下で飼育したカルパイン3 を欠失（KO）、あるいはプロテアーゼ不活性型と置換（KI）させたLGMD2A のマウスモデルの骨格筋プロテオームの比較解析を行った。
幼若期骨格筋の比較プロテオーム解析の結果についてMetacore(TM)によるエンリッチメント解析を行ったところ、KO、KIともに野生型と比較して筋収縮との関連性のあるタンパク質での変動が認められた(GO Biological Process)。さらにＫＯでは野生型、ＫＩと比較してカルシウム結合およびアクチン結合に関連するタンパク質の変化が大きいことが示された。このことからカルパイン３にはプロテアーゼ活性以外の機能（非プロテアーゼ機能）が存在し、カルシウム結合タンパク質やアクチン・ミオシンフィラメントを調節することで骨格筋の運動制御に関与することが示唆された。この非プロテアーゼ機能が失われることでＫＯではＫＩよりもミオパチー症状が重篤になっていると考えられた。
ＫＯでＫＩおよび野生型と比較して体重の小さいことを見いだした幼若期は、骨格筋線維の神経支配が確立し筋線維型が確定する時期にあたる。筋線維型により筋収縮の速度や強度、耐久性が異なるため、上記の解析結果との関連から、カルパイン３の遺伝子型による違いによって筋繊維型に差があるのか骨格筋抽出液中のミオシン重鎖のタイプを調べたところ、成体では速筋型が優性になる前脛骨筋で、ＫＯでのみで遅筋型線維が野生型およびＫＩと比較して多い個体が確認されたため、より詳細な解析を進めつつある。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
肢帯型筋ジストロフィー（LGMD）2Aのマウスモデルの骨格筋プロテオームの比較解析により、変動のあるタンパク質を見いだし、そのエンリッチメント解析から病態に関わるカルパイン３の非プロテアーゼ活性の関連する分子メカニズムの一端を示すことができた。この結果について学会にて発表した。この結果をさらに詳細に解明するために筋線維型に着目して解析をすすめつつある。
また、刺激負荷条件下での飼育として、後肢懸垂により筋萎縮を惹起し、２週間程度の懸垂期間の後、通常の飼育条件に戻して４日目の各遺伝子型マウスの組織染色用、プロテオーム解析用の骨格筋試料を収集し解析を進めている。
一方、他の筋ジストロフィーモデルとの比較に関しては、情報収集を行っているところである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続きLGMD2Aモデルマウスについて、筋萎縮惹起後に通常飼育を行ったマウスの骨格筋を用いるプロテオーム解析を行っていく。このモデルでは骨格筋再生時のタンパク質組成の変化について、すでに解析した骨格筋の成熟時と共通の変化が見られるのかどうかにも着目して解析を進める。
変動のあったタンパク質について、他の筋ジストロフィーモデルでの変動があるのかどうかについて解析する。
LGMD2Aモデルマウスの骨格筋について、筋線維の分化遅延の可能性に着目してミオシンATPase染色を行いカルパイン３遺伝子型による差異を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
初年度に高額の分析装置の購入を見送ったことにより繰り越した予算の一部を、最終年度にも必要な高額な比較定量用試薬の値上がりがあったことに応じて繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
必要な高額な比較定量用試薬等の購入にあて、有効に活用する。
|
-
-
[Journal Article] Predictions of Cleavability of Calpain Proteolysis by Quantitative Structure-Activity Relationship Analysis Using Newly Determined Cleavage Sites and Catalytic Efficiencies of an Oligopeptide Array.2016
Author(s)
Shinkai-Ouchi F, Koyama S, Ono Y, Hata S, Ojima K, Shindo M, duVerle D, Ueno M, Kitamura F, Doi N, Takigawa I, Mamitsuka H, Sorimachi H.
-
Journal Title
Mol Cell Proteomics.
Volume: 15
Pages: 1262～1280
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
-
-
