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1細胞解析による脂質代謝を介した骨格筋再生制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H03331
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59020:スポーツ科学関連
研究機関東京医科歯科大学 (2023)
日本医科大学 (2021-2022)

研究代表者

小池 博之  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (20821771)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード骨格筋 / オルガノイド / 再生 / サルコペニア / 幹細胞 / マクロファージ / シングルセルRNAシークエンス / シングルセル解析 / 加齢 / 細胞間相互作用 / 骨格筋幹細胞 / 1細胞解析 / 炎症
研究開始時の研究の概要

損傷を受けた筋組織において再生が正常に進行するためには、骨格筋特異的な幹細胞、筋衛星細胞の分化と、炎症反応の収束という二つの応答が適切に制御されることが必須である。本研究では、筋衛星細胞と周囲の間質細胞が脂質代謝を介して筋再生を制御している分子機構、また、その制御破綻の機序について、1細胞レベル発現解析やオルガノイド培養系を用いながら時空間的な観点から解明を試みる。本研究により得られた知見は、加齢や代謝異常に起因する筋再生の制御破綻についての理解を深め、サルコペニアに対する新たな治療標的分子の同定につながることが期待される。

研究成果の概要

本研究では、マウス骨格筋損傷モデルにおけるシングルセルRNAシークエンスでマクロファージのサブタイプとそのシグナルを同定し、フローサイトメトリーでマクロファージサブタイプを分取して骨格筋幹細胞との相互作用を観察するという手法を用いた。これらの手法により、再生中の骨格筋組織に含まれるマクロファージは多様なサブタイプに分類可能であることを確認し、その中で一つのマクロファージサブタイプが増殖している骨格筋幹細胞と密接に相互作用していることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は、サルコペニアと呼ばれる筋量の低下に関連する筋再生不全におけるマクロファージの役割とメカニズムを解明することである。筋再生は骨格筋幹細胞が活性化・増殖・分化するプロセスであり、その制御においてマクロファージが重要な細胞であることが知られている。しかし、マクロファージは多様なサブタイプに分けられ、その特性や相互作用は十分に理解されていない。本研究により明らかとなった、マクロファージサブタイプと骨格筋幹細胞の相互作用に関する知見は、サルコペニア予防・治療法開発に向けた筋再生不全の分子機構解明に貢献することが期待できる。

報告書

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

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Macrophage SREBP1 regulates skeletal muscle regeneration2024

    • 著者名/発表者名
      Oishi Yumiko、Koike Hiroyuki、Kumagami Naoki、Nakagawa Yoshimi、Araki Masaya、Taketomi Yoshitaka、Miki Yoshimi、Matsuda Shigeru、Kim Hyeree、Matsuzaka Takashi、Ozawa Hitoshi、Shimano Hitoshi、Murakami Makoto、Manabe Ichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 14 ページ: 1251784-1251784

    • DOI

      10.3389/fimmu.2023.1251784

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arntl deficiency in myeloid cells reduces neutrophil recruitment and delays skeletal muscle repair2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Aiko、Koike Hiroyuki、Kumagami Naoki、Shimba Shigeki、Manabe Ichiro、Oishi Yumiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 6747-6747

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33830-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanisms of Cooperative Cell-Cell Interactions in Skeletal Muscle Regeneration.2022

    • 著者名/発表者名
      Koike H, Manabe I and Oishi Y.
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration

      巻: 42 号: 1 ページ: 48-48

    • DOI

      10.1186/s41232-022-00234-6

    • 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] Activated cholesterol metabolism is integral for innate macrophage responses by amplifying Myd88 signaling.2022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa S, Tamura A, Nikiforov N, Koike H, Kudo F, Cheng Y, Miyazaki T, Kubekina M, Kirichenko T, Orekhov A, Yui N, Manabe I, Oishi Y.
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 7 号: 22

    • DOI

      10.1172/jci.insight.138539

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 骨格筋萎縮に対するビタミンA誘導体の機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      小池 博之, 大石 由美子
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 40 ページ: 1027-1031

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] VDR regulates simulated microgravity-induced atrophy in C2C12 myotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Yuzawa Ryo、Koike Hiroyuki、Manabe Ichiro、Oishi Yumiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1377-1377

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05354-0

    • 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] Identification of a KLF5-dependent program and drug development for skeletal muscle atrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Liu L, Koike H, Ono T, Hayashi S, Kudo F, Kaneda A, Kagechika H, Manabe I, Nakashima T, Oishi, Y.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 118 号: 35

    • DOI

      10.1073/pnas.2102895118

    • 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
  • [学会発表] マクロファージ亜集団との細胞間相互作用解析に向けた骨格筋再生機構のモデル化2024

    • 著者名/発表者名
      小池博之
    • 学会等名
      第12回AAA(Academy of Aging and CArdiovascular-Diabetes Research)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Cell-cell interactions of post-injury muscle regeneration and tissue repair2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koike
    • 学会等名
      From basic discovery to preclinical modeling: at the forefront of muscle disease therapies
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加齢による筋損傷後再生不全のメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      大石 由美子 , 小池 博之
    • 学会等名
      第64回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マクロファージの「脂質」による再生・組織修復の制御2021

    • 著者名/発表者名
      大石由美子, 小池博之
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋幹細胞とマクロファージ亜集団の相互作用による組織修復制御2021

    • 著者名/発表者名
      小池博之, 大石由美子
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋損傷後の再生・修復を主導する骨格筋マクロファージの多様性2021

    • 著者名/発表者名
      大石 由美子, 小池 博之
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マクロファージのSREBP1aは腫瘍の増殖を制御する2021

    • 著者名/発表者名
      高田 賢, 小池 博之, 佐藤 日向, 大石 由美子
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨髄球系細胞が持つ細胞内時計の錯乱が筋再生に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 藍子, 小池 博之, 大石 由美子
    • 学会等名
      第7回 日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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