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間葉系前駆細胞の老化を基軸とした炎症性筋疾患の新規病態進行機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03161
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42030:動物生命科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山内 啓太郎  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70272440)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード筋再生 / 細胞老化 / 筋ジストロフィー / 筋前駆細胞 / 間葉系前駆細胞 / ラット / 免疫回避 / 炎症 / 舌 / 筋衛星細胞
研究開始時の研究の概要

炎症性筋疾患であるヒトデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の病態を反映するDMDラット骨格筋で、細胞老化因子p16の発現を伴う間葉系前駆細胞の早期細胞老化が生じており、これが筋再生を抑制する可能性を示した。老化間葉系前駆細胞は病態の進行とともに増加していたことから、免疫抑制性環境形成により老化間葉系前駆細胞が排除されず蓄積することが病態進行に関わるという着想に至った。本研究では、間葉系前駆細胞の老化がDMDの病態進行に関わるという新たな機序の存在を実証し、さらに、老化間葉系前駆細胞が排除されずに蓄積する仕組みとして、がん細胞にみられるような免疫回避機構が存在するという仮説を検証する。

研究成果の概要

筋ジストロフィーは進行性の筋力低下を伴う疾患で、特にデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)は重篤かつ致死性でありその治療法の開発が望まれている。DMDモデルのmdxマウスは軽症であるが、我々はヒトDMDの症状を忠実に再現するDMDラットを開発し、DMDラット骨格筋では細胞老化因子p16が発現し、老化細胞が病態進行に関与する可能性を示した。p16欠損による老化細胞出現阻止や老化細胞除去薬ABT263の投与により、DMDラットの筋力や体重減少が改善し、線維化や脂肪化が減少した。さらに、DMDラット舌筋はジストロフィン欠損に対する抵抗性を示し、筋線維の壊死や再生がほとんどみられないことが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

難治性の遺伝性疾患であるデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の治療法としてはこれまで遺伝子治療、細胞移植治療の開発に主眼が置かれてきた。本研究成果により、これらに加えて老化細胞を標的とした新たな治療法開発の蓋然性が提示された。また、老化細胞を標的とした治療法開発はDMDにとどまらず、他の炎症性疾患へも敷衍できる可能性を秘めている。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] The University of British Columbia(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A medium-chain triglyceride containing ketogenic diet exacerbates cardiomyopathy in a CRISPR/Cas9 gene-edited rat model with Duchenne muscular dystrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Fujikura Yuri、Kimura Koichi、Yamanouchi Keitaro、Sugihara Hidetoshi、Hatakeyama Masaki、Zhuang Haotong、Abe Tomoki、Daimon Masao、Morita Hiroyuki、Komuro Issei、Oishi Katsutaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 11580-11580

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15934-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macroglossia and less advanced dystrophic change in the tongue muscle of the Duchenne muscular dystrophy rat2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanouchi Keitaro、Tanaka Yukie、Ikeda Masanari、Kato Shizuka、Okino Ryosuke、Nishi Hiroki、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Chambers James、Matsuwaki Takashi、Uchida Kazuyuki
    • 雑誌名

      Skeletal Muscle

      巻: 12 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/s13395-022-00307-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In utero transplantation of myoblasts and adipose-derived mesenchymal stem cells to murine models of Duchenne muscular dystrophy does not lead to engraftment and frequently results in fetal death2022

    • 著者名/発表者名
      Kihara Yuki、Tanaka Yukie、Ikeda Masanari、Homma Jun、Takagi Ryo、Ishigaki Keiko、Yamanouchi Keitaro、Honda Hiroaki、Nagata Satoru、Yamato Masayuki
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 21 ページ: 486-493

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.10.003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ketogenic diet containing medium-chain triglyceride ameliorates transcriptome disruption in skeletal muscles of rat models of duchenne muscular dystrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Fujikura Yuri、Yamanouchi Keitaro、Sugihara Hidetoshi、Hatakeyama Masaki、Abe Tomoki、Ato Satoru、Oishi Katsutaka
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 32 ページ: 101378-101378

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101378

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of MyoD induces spontaneous adipogenesis in skeletal muscle progenitor cell culture.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanouchi K, Nakamura K, Takeuchi S, Hosoyama T, Matsuwaki T, Nishihara M.
    • 雑誌名

      Anim Sci J

      巻: 92 号: 1

    • DOI

      10.1111/asj.13573

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of p16/Ink4a drives high frequency of rhabdomyosarcoma in a rat model of Duchenne muscular dystrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Teramoto N, Ikeda M, Sugihara H, Shiga T, Matsuwaki T, Nishihara M, Uchida K, Yamanouchi K.
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 83 号: 9 ページ: 1416-1424

    • DOI

      10.1292/jvms.21-0243

    • NAID

      130008088055

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ketogenic diet with medium‐chain triglycerides restores skeletal muscle function and pathology in a rat model of Duchenne muscular dystrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Fujikura Yuri、Sugihara Hidetoshi、Hatakeyama Masaki、Oishi Katsutaka、Yamanouchi Keitaro
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 号: 9

    • DOI

      10.1096/fj.202100629r

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Age-Dependent Echocardiographic and Pathologic Findings in a Rat Model with Duchenne Muscular Dystrophy Generated by CRISPR/Cas9 Genome Editing2020

    • 著者名/発表者名
      Sugihara Hidetoshi、Kimura Koichi、Yamanouchi Keitaro、Teramoto Naomi、Okano Tomoko、Daimon Masao、Morita Hiroyuki、Takenaka Katsu、Shiga Takanori、Tanihata Jun、Aoki Yoshitsugu、Inoue-Nagamura Tokiko、Yotsuyanagi Hiroshi、Komuro Issei
    • 雑誌名

      International Heart Journal

      巻: 61 号: 6 ページ: 1279-1284

    • DOI

      10.1536/ihj.20-372

    • NAID

      130007945853

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pathological evaluation of rats carrying in-frame mutations in the dystrophin gene: a new model of Becker muscular dystrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Teramoto Naomi、Sugihara Hidetoshi、Yamanouchi Keitaro、Nakamura Katsuyuki、Kimura Koichi、Okano Tomoko、Shiga Takanori、Shirakawa Taku、Matsuo Masafumi、Nagata Tetsuya、Daimon Masao、Matsuwaki Takashi、Nishihara Masugi
    • 雑誌名

      Disease Models & Mechanisms

      巻: 13 号: 9 ページ: 044701-044701

    • DOI

      10.1242/dmm.044701

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular senescence-mediated exacerbation of Duchenne muscular dystrophy.2020

    • 著者名/発表者名
      Sugihara H, Teramoto N, Nakamura K, Shiga T, Shirakawa T, Matsuo M, Ogasawara M, Nishino I, Matsuwaki T, Nishihara M, Yamanouchi K.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10 号: 1 ページ: 16385-16385

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73315-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラットを用いた新たな筋再生学2022

    • 著者名/発表者名
      山内啓太郎
    • 学会等名
      第468回 北里大学獣医学科セミナー<Cutting Edge>
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CRISPR/Cas9筋ジストロフィーモデルラットにウエアラブルデバイス技術を応用した心筋症の病態と新治療研究2022

    • 著者名/発表者名
      栃内亮太、雑賀彪、小島竣平、木村公一、宮本真緒、水流功春、関澤信一、大久保佑亮、太田裕貴、山内啓太郎、桑原正貴
    • 学会等名
      第69回 日本実験動物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中鎖トリグリセリドを含むケトン食はデュシェンヌ型筋ジストロフィーモデルラットの骨格筋の病態を改善する2022

    • 著者名/発表者名
      藤倉祐里、木村公一、杉原英俊、畠山昌樹、庄皓桐、山内啓太郎、大石勝隆
    • 学会等名
      第76回 日本栄養・食糧学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラットジストロフィン遺伝子イントロン内に見出された精子特異的遺伝子2022

    • 著者名/発表者名
      山内啓太郎、庄子奈保美、志賀崇徳、今村拓也、内田和幸、松脇貴志、高坂哲也
    • 学会等名
      第115回 日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MyoD欠損ラットは新生子致死を呈する(Unexpected perinatal death of MyoD-deficient rats)2021

    • 著者名/発表者名
      山内啓太郎、中村克行、竹内志帆、Linh-Chi DAM、池田優成、松脇貴志、西原眞杉
    • 学会等名
      第128回 日本畜産学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞老化因子p16発現が筋前駆細胞の分化・融合に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      池田優成、松脇貴志、西原眞杉、山内啓太郎
    • 学会等名
      第164回 日本獣医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 再生骨格筋の血管新生におけるCSPG4の役割の解明(Role of CSPG4 on angiogenesis during muscle regeneration)2021

    • 著者名/発表者名
      山口陸、竹内志帆、中村克行、Akbota Kurmangaliyeva、松脇貴志、西原眞杉、山内啓太郎
    • 学会等名
      第164回 日本獣医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞老化の抑制はデュシェンヌ型筋ジストロフィーの病態を軽減する2020

    • 著者名/発表者名
      杉原英俊、寺本奈保美、中村克行、松脇貴志、西原真杉、山内啓太郎
    • 学会等名
      第6回 日本筋学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞老化は炎症性筋疾患の治療標的となりうる2020

    • 著者名/発表者名
      山内啓太郎
    • 学会等名
      第20回 日本再生医療学会総会シンポジウム「細胞・組織・個体老化と再生医療」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞老化によるデュシェンヌ型筋ジストロフィー病態悪化機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      杉原英俊、寺本奈保美、中村克行、松脇貴志、西原真杉、山内啓太郎
    • 学会等名
      第163回 日本獣医学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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