骨格筋発達の統合的理解を目指す異種細胞間コミュニケーション機構の全容解明

• 研究課題/領域番号: 16H02585
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生産科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西邑 隆徳 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10237729)
• 研究分担者: 保坂 善真 鳥取大学, 農学部, 教授 (00337023) ; 辰巳 隆一 九州大学, 農学研究院, 准教授 (40250493) ; 尾嶋 孝一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 上級研究員 (60415544)
• 研究協力者: 水野谷 航 ; 鈴木 貴弘
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円); 2018年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円); 2017年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円); 2016年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
• キーワード: 家畜骨格筋 / 細胞間コミニュケーション / 筋細胞 / 脂肪細胞 / 筋幹細胞 / 運動神経 / 細胞外マトリックス / 骨格筋 / 細胞間コミュニケーション / 運動神経末端 / 筋線維型 / 神経細胞 / 筋衛星細胞 / エクソソーム / 畜産学 / 動物 / 細胞・組織

研究成果の概要

筋肥大と脂肪蓄積の制御機構を解明するため、骨格筋内の異種細胞間コミュニケーション機構を追究した。1.筋細胞および脂肪細胞が分泌するエクソソームが異種細胞へ取り込まれ、エクソソームを取り込んだ細胞の遺伝子発現に影響を及ぼすことを実証した。2.脂肪細胞は筋細胞におけるIL-6の発現および分泌を誘導することで、分化を抑制するとともに筋萎縮を促進していることを明らかにした。3. 筋再生時にAPOBEC2は、分化した衛星細胞が融合し筋管を形成するパスウェイを抑制しセルフリニューアルを促進することを明らかにした。4. TGF-b1は、筋再生や脂肪形成の初期段階で強力に抑制効果を発揮することが明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

家畜骨格筋における筋肥大（赤肉生産）と筋肉内脂肪蓄積（霜降り肉生産）の制御機構について、骨格筋内の細胞群（筋細胞、脂肪細胞、神経細胞およびマクロファージ）とコミュニケーションの場である細胞外マトリックスに着目し、分泌性生理活性因子およびエクソソーム（細胞間でタンパク質およびmicroRNA を運搬する小胞）を介した異種細胞間のローカルなコミュニケーションとその制御機構を解明する。これにより、肉用家畜生産における肉量・肉質制御技術開発のための細胞分子基盤を確立する。

研究成果

• [雑誌論文] Adipocytes suppress differentiation of muscle cells in a co-culture system (2018)
  • 著者名/発表者名: Seo K, Suzuki T, Kobayashi K, Nishimura T.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 90 号: 3 ページ: 423-434
  • DOI: 10.1111/asj.13145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycerol induces early fibrosis in regenerating rat skeletal muscle (2018)
  • 著者名/発表者名: Mahdy MAA, Warita K, Hosaka YZ.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 80 号: 11 ページ: 1646-1649
  • DOI: 10.1292/jvms.18-0328
  • NAID: 130007503370
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence microscopy data on expression of Paired Box Transcription Factor 7 in skeletal muscle of APOBEC2 knockout mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo Hideaki、Sato Yusuke、Matsuyoshi Yuji、Suzuki Takahiro、Mizunoya Wataru、Nakamura Mako、Tatsumi Ryuichi、Ikeuchi Yoshihide
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 17 ページ: 1348-1351
  • DOI: 10.1016/j.dib.2018.02.063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of transforming growth factor-β1 treatment on muscle regeneration and adipogenesis in glycerol-injured muscle (2017)
  • 著者名/発表者名: Mahdy Mohamed A. A.、Warita Katsuhiko、Hosaka Yoshinao Z.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 88 号: 11 ページ: 1811-1819
  • DOI: 10.1111/asj.12845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data supporting possible implication of APOBEC2 in self-renewal functions of myogenic stem satellite cells: toward understanding the negative regulation of myoblast differentiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, H., Sato Y., Suzuki, T., Mizunoya, W., Nakamura, M., Tatsumi, R., and Ikeuchi, Y.
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 12 ページ: 269-273
  • DOI: 10.1016/j.dib.2017.03.051
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Slow-Myofiber Commitment by Semaphorin 3A Secreted from Myogenic Stem Cell (2017)
  • 著者名/発表者名: R Tatsumi,T Suzuki, Mai-Khoi Q. Do, Y Ohya, JE. Anderson, A Shibata, M Kawaguchi, S Ohya, H Ohtsubo, W Mizunoya, S Sawano, Y Komiya, R Ichitsubo, K Ojima, S Nishimatsu, T Nohno, Y Ohsawa, Y Sunada, M Nakamura, M Furuse, Y Ikeuchi, T Nishimura, T Yagi, and R E. Allen
  • 雑誌名: STEM CELLS 巻: 35 号: 7 ページ: 1815-1834
  • DOI: 10.1002/stem.2639
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fast-to-slow shift of muscle fiber-type composition by dietary apple polyphenols in rats: impact of the low-dose supplementation (2017)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya, W., Okamoto, S., Miyahara, H., Akahoshi, M., Suzuki, T., Do, M.-K. Q., Ohtsubo, H., Komiya, Y., Qahar, M., Waga, T., Nakazato, K., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Tatsumi, R.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 88 ページ: 489-499
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of semaphorin 3A in myogenic regeneration and the formation of functional neuromuscular junctions on new fibers. (2016)
  • 著者名/発表者名: Anderson, JE., Do, M.-K. Q., Daneshvar, N., Suzuki, T., Dort, J., Mizunoya, W., and Tatsumi, R.
  • 雑誌名: Biological Review 巻: 92 号: 3 ページ: 1389-1405
  • DOI: 10.1111/brv.12286
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamics of protein secretion during adipocyte differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Ojima K, Oe M, Nakajima I, Muroya S, Nishimura T
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 6 号: 8 ページ: 816-826
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12091
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Early ultrastructural events of skeletal muscle damage following cardiotoxin-induced injury and glycerol-induced injury (2016)
  • 著者名/発表者名: Mahdy MA, Warita K, Hosaka YZ.
  • 雑誌名: Micron 巻: 91 ページ: 29-40
  • DOI: 10.1016/j.micron.2016.09.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A One-Step Immunostaining Method to Visualize Rodent Muscle Fiber Type within a Single Specimen. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sawano S, Komiya Y, Ichitsubo R, Ohkawa Y, Nakamura M, Tatsumi R, Ikeuchi Y, Mizunoya W.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 11 号: 11 ページ: e0166080-e0166080
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0166080
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physiological roles of adipokines, hepatokines, and myokines in ruminants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sang-Gun Roh, Yutaka Suzuki, Takaufmi Gotoh, Ryuichi Tatsumi, Kazuo Katoh
  • 雑誌名: Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 巻: 29 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.5713/ajas.16.0001r
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Semaphorin 3A promotes activation of Pax7, Myf5, and MyoD through inhibition of emerin expression in activated satellite cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Mulan Qahar, Yuko Takuma, Wataru Mizunoya, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Mako Nakamura
  • 雑誌名: FEBS openbio 巻: - 号: 6 ページ: 529-539
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脂肪細胞が筋細胞の筋線維型決定に及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 趙暁琳，徐康珉，鈴木貴弘，小林謙，西邑隆徳
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] 筋幹細胞の合成・分泌因子 Netrin-1による速筋型筋線維の形成誘導 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 貴弘・森 愛華・久枝 皓雅・西 百合子・有松 里央・小林 謙・辰巳 隆一・尾嶋 孝一・西邑 隆徳
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] 骨格筋細胞が分泌する因子の網羅的な解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾嶋孝一
  • 学会等名: 第6回若手による骨格筋細胞研究会
• [学会発表] コンドロイチン硫酸を通して明らかとなった筋管の形成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 保坂 善真
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会 獣医解剖分科会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋細胞におけるミオシン分子のダイナミクス (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾嶋孝一
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会 獣医解剖分科会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 筋幹細胞分泌因子による筋線維型制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一、鈴木貴弘、Do Mai-Khoi Q.、水野谷航、西邑隆徳
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会 獣医解剖分科会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ウシ生体内で再生医療移植用組織をつくる (2018)
  • 著者名/発表者名: 西邑隆徳
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会 獣医解剖分科会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 成熟脂肪細胞が筋芽細胞の分化に 及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: Seo Kangmin、 鈴木 貴弘、 小林 謙、 西邑 隆徳
  • 学会等名: 日本畜産学会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] 筋幹細胞由来分泌因子による筋線維型制御機構に関する研究-速筋化誘導因子の候補netrinに着目して- (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 貴弘・森 愛華・西 百合子・橋本 尚弥・小林 謙・辰巳 隆一・西邑 隆徳
  • 学会等名: 日本筋学会第3回学術集会
• [学会発表] 衛星細胞由来のSema3Aによる遅筋線維の形成誘導メカニズムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本 尚弥・西 百合子・森 愛華・小林 謙・辰巳 隆一・西邑 隆徳・鈴木 貴弘
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会
• [学会発表] Transforming Growth Factor-β Inhibits Adipogenesis in Regenerating Glycerol-injured Muscle (2016)
  • 著者名/発表者名: Mohamed AA. Mahdy, Warita Katsuhiko, Yoshiano Z. Hosaka
  • 学会等名: Tissue Engineering and Regenerative Medicine
  • 発表場所: Taipei city, Taiwan
  • 年月日: 2016-09-03
  • 国際学会