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新生筋線維の機能獲得過程:サテライト細胞が胎児型筋線維を経て成熟筋線維になるまで

研究課題

研究課題/領域番号 21K11249
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

山口 眞紀  東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (30271315)

研究分担者 山澤 徳志子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00282616)
中原 直哉  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10632193)
竹森 重  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (20179675)
平野 和宏  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40874821)
山内 秀樹  東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (60220224)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード筋新生 / 新生筋線維 / 筋損傷 / 胎児型ミオシン / サテライト細胞 / 筋線維 / 骨格筋
研究開始時の研究の概要

サテライト細胞が生体内で新生筋線維となり、その後身体各所での要請に応えて個別の機能を発揮する成熟筋線維に成長していく過程については解明されていない。本研究はサテライト細胞から分化したばかりの新生筋線維から「収縮機能を保った状態のままの単一筋線維標本」を作成して、筋線維に瞬間的に長さ変化を加えて過渡応答を惹起しアクトミオシンのATP分解反応の速度定数を得る「力学応答解析」、筋線維にレーザーをあて光回折像から得られる時々刻々の筋節長情報を高時間分解能で追跡する「ハイスピードカメラ解析」、筋タンパクのナノレベルの構造を可逆的に捕らえる「X線回折」により、筋線維が機能を変遷していく様子を追跡する。

研究実績の概要

1.CAG-eGFPマウスより採取したサテライト細胞をホストマウスの前脛骨筋に移植した際に、ホストマウスに運動負荷を与えることが移植筋における筋新生経過にどのような影響を与えるかを評価する実験を推進した。まず、移植後2週間後に被移植筋である前脛骨筋の重量を測定したところ、運動群でも非運動群でも移植された側のほうが対象側よりも増加しており、移植により筋新生が促進されたことが示唆された。ただし運動群と非運動群を比較すると、移植による筋新生の促進効果に運動の効果は認められなかった。より長い期間の運動負荷が必要であった可能性が考えられた。
2.筋新生過程における新規代謝経路として、スペルミジン合成促進経路に焦点をあて、ウェスタンブロッティングおよび蛍光免疫染色法により筋細胞内での関連酵素の局在と発現量を評価した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

サテライト細胞移植の条件検討を入念に行ったため

今後の研究の推進方策

これまでに得られた結果を統合して、筋新生に影響を及ぼす機械的・化学的経路についての仮説に対して最終的な検証を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] X線回折法と張力測定法によるウサギ外眼筋の構造・機能特性2023

    • 著者名/発表者名
      山口眞紀、栗原貫、中原直哉、山内秀樹、平野和宏、山口舞、山澤徳志子、竹森重、八木直人
    • 学会等名
      第61回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 低ATP濃度条件での外眼筋線維の張力発揮特性2022

    • 著者名/発表者名
      山口舞,山口眞紀,山澤德志子,中原直哉,竹森重
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 外眼筋サルコメアにおけるミオシン重鎖アイソフォームの機能的特徴2022

    • 著者名/発表者名
      山口舞,山口眞紀,中原直哉,竹森重
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Strategy of extraocular muscle to achieve super-fast shortening velocity: an x-ray diffraction study.2021

    • 著者名/発表者名
      Maki Yamaguchi, Toru Kurihara, Naoya Nakahara, Hideki Yamauchi, Kazuhiro Hirano, Tetsuo Ohno, Toshiko Yamazawa, Mai Yamaguchi, Shigeru Takemori.
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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