| 研究課題/領域番号 |
21K18296
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 松本大学 |
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研究代表者 |
河野 史倫 松本大学, 大学院 健康科学研究科, 教授 (90346156)
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| 研究分担者 |
小野 悠介 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (60601119)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 骨格筋 / エピジェネティクス / 運動 / ヒストンターンオーバー / サテライト細胞 / H2B-GFP / ヒストンシャペロン / リプログラミング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
運動が骨格筋にエピジェネティクスを引き起こすこと（運動エピジェネティクス）が分か
り始めている。ヒストンターンオーバーの活性化は運動エピジェネティクスの一端を担う
現象であり、遺伝子構造を緩んだ状態に変化させ遺伝子を読み取りやすくするが、その活
性化メカニズムは不明である。本研究の目的は「運動によるヒストンターンオーバーの活
性化は新規に供給されたサテライト細胞由来の筋核（新生筋核）で起こっている」という
仮説を証明することである。運動効果獲得に必要な遺伝子基盤をサテライト細胞が供給することが証明できれば、骨格筋の適応能力そのものを制御する仕組みとして、運動に新たな意義を見出すことができる。
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| 研究実績の概要 |
運動トレーニングによって骨格筋に引き起こされるヒストンターンオーバーの活性化が、サテライト細胞によって新たに供給された筋核で起こっていることを証明することを目的として研究を実施している。そのため、①運動期間中に増えた筋核においてヒストンシャペロンSPT16発現が増加していること、②SPT16がヒストンターンオーバーのトリガーになること、③運動期間中に増えた筋核において遺伝子応答性が亢進していることを明らかにしようとしている。2022年度は②において、ウイルスベクターを用いてSPT16を強制発現した場合、ヒストンターンオーバーのが活性化し、単発の運動に対する遺伝子応答性が顕著に増加することを明らかにした。この結果を受け、さらに高精度な解析を行うためSPT16ノックインマウスの作製を開始した。2022年度末には3ラインのファウンダーマウスが得られており、目的の遺伝子ノックインも確認できている。現在はF1マウスまで繁殖できており、F8～F10から本実験に行う計画である。①に関しては、筋核特異的なレポータータンパク質発現モデルを作成し、既存筋核と新生筋核を識別する技術を確立した。現在トレーニング実験を実施している。③に関しても現在実験実施中であるが、2022年度においては②および③で使用する運動プロトコールを立ち上げ、代表者（松本大学）と分担者（熊本大学）の研究室において同一の実験モデルが実施可能となるよう技術開発を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
SPT16発現実験の結果が良好であり、仮説どおりヒストンシャペロンによってターンオーバーが活性化されていることは明確になった。2022年度内にこれが明らかになった上でノックインマウスの作製に着手する計画であったが、ゲノム編集技術を用いて作成したことから、年度内にファウンダーマウスが得られた点は計画よりも早く研究が進行していると言える。一方で、運動トレーニングによって増えた筋核を識別する実験は予想以上に試行錯誤が繰り返され、当初2021年度に完了予定だった研究が2022年度までかかった点は進行が遅れた。しかしながら、先述した研究内容と合わせると概ね順調と判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
SPT16ノックインマウスを継続して交配し2024年度に実験実施可能にする。この過程で得られたマウスに関してもドライバーマウスを交配し、SPT16発現確認を行う。①運動期間中に増えた筋核においてヒストンシャペロンSPT16発現が増加していることならびに③運動期間中に増えた筋核において遺伝子応答性が亢進していることを明らかにする研究に関しては、本実験が現在進行中であるため、推進方策は既に定まっていると言える。
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