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タンパク質のメチル化修飾を介した新たな骨格筋量の制御機構の解明とその臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K07315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48040:医化学関連
研究機関藤田医科大学

研究代表者

常陸 圭介  藤田医科大学, 医科学研究センター, 講師 (10508469)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードメチル化修飾 / 骨格筋 / 筋疾患 / 筋萎縮 / メチル化酵素 / 翻訳後修飾 / 筋機能
研究開始時の研究の概要

骨格筋量の減少(筋萎縮)は、健康寿命の延伸を妨げる主要因である。申請者はこれまでに、タンパク質の翻訳後修飾の一つであるメチル化修飾の変化が骨格筋量に影響を与えることを見出している。しかしながら、タンパク質のメチル化修飾がどのような分子経路で筋量を制御しているのかは未だ不明である。本研究では、骨格筋におけるタンパク質のメチル化修飾の消失が筋萎縮を引き起こす分子機構を遺伝子改変マウスを用いて明らかにし、ヒトの筋萎縮に対する新たな治療法を確立することを目指す。

研究成果の概要

本研究で、Mettl21eのノックアウトマウス、その標的タンパク質のノックインマウスの解析を進めることで、Mettl21eによるタンパク質のメチル化修飾が骨格筋量を調節する分子機構を明らかにした。またMettl21eを中心にヒトサンプルの解析を進めることで、これまで不明であったヒト筋疾患とメチル化修飾の関係性についても迫ることができた。さらに、ノックインマウスの作製過程で得られた筋ミオシンのダブルノックアウトマウスの解析から、速筋型ミオシンがヒトの筋疾患に関与する可能性を明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Mettl21eによるタンパク質のメチル化修飾を介した骨格筋量の制御メカニズムは、従来のタンパク質分解・合成の枠に囚われない新たな筋量制御機構である可能性を見出すことができた。また、ヒト筋疾患サンプルにおいてもメチル化修飾が変化していることが見出せた。よって本研究により、タンパク質のメチル化修飾を基軸とすることでヒトの筋萎縮・筋疾患に対する新たな治療戦略を構築することが可能になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Simultaneous loss of skeletal muscle myosin heavy chain <scp>IIx</scp> and <scp>IIb</scp> causes severe skeletal muscle hypoplasia in postnatal mice2022

    • 著者名/発表者名
      Hitachi Keisuke、Kiyofuji Yuri、Yamaguchi Hisateru、Nakatani Masashi、Inui Masafumi、Tsuchida Kunihiro
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 37 号: 1

    • DOI

      10.1096/fj.202200581r

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Functional Role of Long Non-Coding RNA in Myogenesis and Skeletal Muscle Atrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Hitachi Keisuke、Honda Masahiko、Tsuchida Kunihiro
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 15 ページ: 2291-2291

    • DOI

      10.3390/cells11152291

    • 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] Development of Myostatin Inhibitory d-Peptides to Enhance the Potency, Increasing Skeletal Muscle Mass in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Takayama Kentaro、Hitachi Keisuke、Okamoto Hideyuki、Saitoh Mariko、Odagiri Miki、Ohfusa Rina、Shimada Takahiro、Taguchi Akihiro、Taniguchi Atsuhiko、Tsuchida Kunihiro、Hayashi Yoshio
    • 雑誌名

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      巻: 13 号: 3 ページ: 492-498

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.1c00705

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Myoparr-Associated and -Independent Multiple Roles of Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein K during Skeletal Muscle Cell Differentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Hitachi Keisuke、Kiyofuji Yuri、Nakatani Masashi、Tsuchida Kunihiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 1 ページ: 108-108

    • DOI

      10.3390/ijms23010108

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proteomic and Biological Analyses Reveal the Effect on Growth under Flooding Stress of Chickpea Irradiated with Millimeter Waves2021

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Setsuko、Maruyama Junya、Furuya Takashi、Yin Xiaojian、Yamaguchi Hisateru、Hitachi Keisuke、Miyashita Natsuki、Tsuchida Kunihiro、Tani Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: 20 号: 10 ページ: 4718-4727

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.1c00368

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Proteomic and Biochemical Analyses of the Mechanism of Tolerance in Mutant Soybean Responding to Flooding Stress2021

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Setsuko、Yamaguchi Hisateru、Hitachi Keisuke、Tsuchida Kunihiro、Kono Yuhi、Nishimura Minoru
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 16 ページ: 9046-9046

    • DOI

      10.3390/ijms22169046

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Analysis of Differentially Expressed Coding and Long Non-Coding RNAs in Multiple Models of Skeletal Muscle Atrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Hitachi Keisuke、Nakatani Masashi、Kiyofuji Yuri、Inagaki Hidehito、Kurahashi Hiroki、Tsuchida Kunihiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 5 ページ: 2558-2558

    • DOI

      10.3390/ijms22052558

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osmotic stress in banana is relieved by exogenous nitric oxide2021

    • 著者名/発表者名
      Mohd Amnan Muhammad Asyraf、Pua Teen-Lee、Lau Su-Ee、Tan Boon Chin、Yamaguchi Hisateru、Hitachi Keisuke、Tsuchida Kunihiro、Komatsu Setsuko
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 9 ページ: e10879-e10879

    • DOI

      10.7717/peerj.10879

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Optimized Protein Extraction Method for Gel-Free Proteomic Analysis of Opuntia Ficus-Indica2021

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi Akiko、Yamaguchi Hisateru、Hitachi Keisuke、Watanabe Kazuo
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 号: 1 ページ: 115-115

    • DOI

      10.3390/plants10010115

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Effect of Mung Bean (Vigna radiata (L.)) Coat Extract on Mouse Liver Metabolism During Progesterone Withdrawal2020

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi Akiko、Okabayashi Koji、Yamaguchi Hisateru、Tsuchida Kunihiro、Hitachi Keisuke、Isoda Hiroko
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Food

      巻: 23 号: 9 ページ: 967-977

    • DOI

      10.1089/jmf.2020.4703

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparative proteomic analysis of engineered and bio synthesized silver nanoparticles on soybean seedlings2020

    • 著者名/発表者名
      Mustafa Ghazala、Hasan Murtaza、Yamaguchi Hisateru、Hitachi Keisuke、Tsuchida Kunihiro、Komatsu Setsuko
    • 雑誌名

      Journal of Proteomics

      巻: 224 ページ: 103833-103833

    • DOI

      10.1016/j.jprot.2020.103833

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 複数の速筋型ミオシン重鎖の同時欠損は重度の筋萎縮を引き起こす2023

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介, 清藤友梨, 山口央輝, 中谷直史, 乾雅史, 土田邦博
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第75回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質メチル化修飾を介した速筋型ミオシン重鎖活性の制御2022

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介, 山口央輝, 清藤友梨, 中谷直史, 乾雅史, 小澤龍彦, 茅元司, 土田邦博
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The functional role of long non-coding RNAs (lncRNAs) in skeletal muscle atrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Hitachi, Kunihiro Tsuchida
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference for Frailty and Sarcopenia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エクソーム解析による筋損傷・筋疾患の原因となる新たな遺伝子変異の同定2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤祐太朗, 常陸圭介, 土田邦博
    • 学会等名
      第69回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Myh1とMyh4遺伝子の同時欠損による骨格筋機能への影響の解析2022

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介, 清藤友梨, 山口央輝, 中谷直史, 乾雅史, 土田邦博
    • 学会等名
      第8回日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖非コードRNAによる骨格筋量の調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介, 土田邦博
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会 シンポジウム 卓越研究員企画:若手研究者による骨格筋の分子生物学 -基礎から臨床まで-
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification and characterization of novel long non-coding RNAs associated with multiple skeletal muscle atrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Hitachi, Kunihiro Tsuchida
    • 学会等名
      Noncoding RNA World: From Mechanism to Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数の骨格筋萎縮モデルを用いた新規長鎖非コードRNAの発現変化の解析2020

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介、土田邦博
    • 学会等名
      第6回日本筋学学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質メチル化修飾を介した新たな骨格筋量調節機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      常陸圭介、山口央輝、中谷直史、乾雅史、土田邦博
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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