タンパク分解系に着目した新たなサルコペニア動物モデルの創出

• 研究課題/領域番号: 21K19720
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 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
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 北嶋 康雄 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (70734416)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2021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: 骨格筋 / 筋再生 / タンパク分解系 / 老化 / 筋線維 / タンパク分解 / 筋幹細胞 / 筋萎縮 / サルコペニア

研究開始時の研究の概要

日本は世界でも前例がないほどのスピードで高齢化が進行している。高齢社会の進行においてサルコペニア(加齢に伴う筋萎縮)に伴う運動機能低下は多くの要介護者を生み、健康寿命を短縮する重大な問題につながる。そのような背景の元、サルコペニアを代表とする骨格筋萎縮に関して、未だ確固たる解決策には至っていない。そこで本研究は、これまでにない新しいサルコペニアモデルマウスを創出することをめざす。本研究成果は、骨格筋の基礎研究に広く使用できるツールになり、サルコペニアの改善や疾患による筋萎縮の治療など健康科学分野への貢献につながる。

研究成果の概要

本研究では、任意の時期に骨格筋特異的にプロテアソーム機能不全を起こすことのできるマウスを作出し、骨格筋恒常性維持機構への影響を明らかにすることを目的とした。個体成熟後の骨格筋プロテアソーム機能不全マウスでは、プロテアソームを介したタンパク質分解が阻害され、筋萎縮と筋線維のサイズの減少を引き起こした。さらに、プロテアソーム機能不全は壊死細胞や炎症細胞の浸潤などが認められ、疾患との関連も示唆した。今後は、筋プロテアソーム機能不全と老化や疾患との関連をさらに調べていく必要がある。その解明が進むことで、骨格筋の正常な恒常性維持機構の一端を明らかにすることができると考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、成体骨格筋におけるプロテアソーム機能不全が筋萎縮を引き起こすことを、マウスモデルで実証した。個体成熟後の骨格筋プロテアソーム機能不全マウスでは、プロテアソームを介したタンパク質分解が阻害され、筋萎縮と筋線維のサイズの減少を引き起こした。本研究成果は、筋量を維持するためには正常なプロテアソーム機能が重要であることを示し、タンパク分解系による骨格筋研究の更なる発展につながる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis of spike RBM-specific human antibodies counteracting broad SARS-CoV-2 variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Kiyomi Shitaoka, Akifumi Higashiura, Yohei Kawano, Akima Yamamoto, Yoko Mizoguchi, Takao Hashiguchi , Norihisa Nishimichi, Shiyu Huang, Ayano Ito, Shun Ohki, Miyuki Kanda, Tomohiro Taniguchi, Rin Yoshizato, Hitoshi Azuma, Yasuo Kitajima, Yasuyuki Yokosaki, Satoshi Okada, Takemasa Sakaguchi, Tomoharu Yasuda
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 6 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s42003-023-04782-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The aminopeptidase LAP3 suppression accelerates myogenic differentiation via the AKT‐TFE3 pathway in C2C12 myoblasts (2023)
  • 著者名/発表者名: Osana Shion、Kitajima Yasuo、Naoki Suzuki、Murayama Kazutaka、Takada Hiroaki、Tabuchi Ayaka、Kano Yutaka、Nagatomi Ryoichi
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 238 号: 9 ページ: 2103-2119
  • DOI: 10.1002/jcp.31070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hoxa10 mediates positional memory to govern stem cell function in adult skeletal muscle. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka K, Nagahisa H, Miura F, Araki H, Kamei Y, Kitajima Y, Seko D, Nogami J, Tsuchiya Y, Okazaki N, Yonekura A, Ohba S, Sumita Y, Chiba K, Ito K, Asahina I, Ogawa Y, Ito T, Ohkawa Y, Ono Y.
  • 雑誌名: Sci Adv. 巻: 7 号: 24
  • DOI: 10.1126/sciadv.abd7924
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Puromycin‐sensitive aminopeptidase is required for C2C12 myoblast proliferation and differentiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Osana Shion、Kitajima Yasuo、Suzuki Naoki、Nunomiya Aki、Takada Hiroaki、Kubota Takahiro、Murayama Kazutaka、Nagatomi Ryoichi
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 236 号: 7 ページ: 5293-5305
  • DOI: 10.1002/jcp.30237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 骨格筋幹細胞の維持と免疫細胞による筋再生機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 北嶋康雄
  • 学会等名: 第38回筋肉の会
  • 招待講演
• [図書] 健康寿命の鍵を握る骨格筋 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北嶋 康雄
  • 総ページ数: 227
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758104005