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白筋と赤筋を決定する分子機序の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K19728
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
研究機関京都府立大学

研究代表者

亀井 康富  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (70300829)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード骨格筋 / 白筋 / 赤筋 / DNAメチル化 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / 転写調節因子 / 筋衛星細胞
研究開始時の研究の概要

骨格筋は、運動・エネルギー消費・糖利用などに役割を果たしている。解糖系が主体で瞬発的運動に適した白筋と、脂質利用が主体で持久的運動に適した赤筋に分けられる。しかし、白筋・赤筋を決定するメカニズムは不明な点が多い。本研究は、白筋・赤筋形成における骨格筋線維に特異的な筋サテライト細胞の役割を明らかにするとともに、DNAメチル化の生理学的意義の解明に取り組む。本研究の成果は、サルコペニア(加齢による筋萎縮・筋機能低下:白筋が萎縮しやすい)の予防・改善のための創薬のターゲットの手がかりとなることが期待される。また体力科学研究(運動能力:持久力・瞬発力)の発展の観点からも有用である。

研究成果の概要

本研究では網羅的遺伝子発現解析を行い、筋サテライト細胞が白筋線維に分化する機構を明らかにすることを目指した。その結果、Tbx1、Cited1、Hoxa1、Six2の4つの転写因子類の遺伝子発現が白筋由来の筋サテライト細胞で高く、白筋線維に分化するのにTbx1が必要であることが示唆された。また本研究では骨格筋特異的にDNAメチル化酵素・Dnmt3aを過剰発現させたマウスを作製した。遺伝子発現の網羅的解析を行い野生型のマウスと比べて発現が増加した遺伝子の探索を行ったところ、Dnmt3aは骨格筋において赤筋に多いタイプ1線維の数を増加させることによって、骨格筋の赤筋化に機能することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨格筋はヒトの体重の40%を占める大きな組織であり、運動・エネルギー消費・糖利用などの役割を果たしている。骨格筋は、解糖系が主体で瞬発的運動に適した白筋(タイプ2線維)と、脂質利用が主体で持久的運動に適した赤筋(タイプ1線維)に分けられる。しかしながら、白筋・赤筋を決定するメカニズムは不明な点が多い。本研究の成果は、サルコペニア(加齢による筋萎縮・筋機能低下:白筋が萎縮しやすい)の予防・改善のための創薬のターゲットの手がかりとなることが期待される。また体力科学研究(運動能力:持久力・瞬発力)の発展の観点からも有用である。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Vitamin D Activates Various Gene Expressions, Including Lipid Metabolism, in C2C12 Cells2022

    • 著者名/発表者名
      MIZUTANI Sako、OYABU Mamoru、YAMAMOTO Arisa、UCHITOMI Ran、SUGIMOTO Takumi、KAMEI Yasutomi
    • 雑誌名

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      巻: 68 号: 1 ページ: 65-72

    • DOI

      10.3177/jnsv.68.65

    • NAID

      130008164781

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • 年月日
      2022-02-28
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FOXO1 cooperates with C/EBPδ and ATF4 to regulate skeletal muscle atrophy transcriptional program during fasting2022

    • 著者名/発表者名
      Oyabu Mamoru、Takigawa Kaho、Mizutani Sako、Hatazawa Yukino、Fujita Mariko、Ohira Yuto、Sugimoto Takumi、Suzuki Osamu、Tsuchiya Kyoichiro、Suganami Takayoshi、Ogawa Yoshihiro、Ishihara Kengo、Miura Shinji、Kamei Yasutomi
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 号: 2

    • DOI

      10.1096/fj.202101385rr

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A combination of exercise and calorie restriction improves the development of obesity-related type 2 diabetes mellitus in KKAy mice2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Takumi、Uchitomi Ran、Onishi Takumi、Kamei Yasutomi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 87 号: 1 ページ: 108-113

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac170

    • 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] Slc12a8 in the lateral hypothalamus maintains energy metabolism and skeletal muscle functions during aging2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Naoki、Takatsu Ai、Ito Hiromi、Koike Yuka、Yoshioka Kiyoshi、Kamei Yasutomi、Imai Shin-ichiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 40 号: 4 ページ: 111131-111131

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111131

    • 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] The endothelial Dll4?muscular Notch2 axis regulates skeletal muscle mass2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimaki Shin、Matsumoto Tomohiro、Muramatsu Masashi、Nagahisa Hiroshi、Horii Naoki、Seko Daiki、Masuda Shinya、Wang Xuerui、Asakura Yoko、Takahashi Yukie、Miyamoto Yuta、Usuki Shingo、Yasunaga Kei-ichiro、Kamei Yasutomi、Nishinakamura Ryuichi、Minami Takashi、Fukuda Takaichi、Asakura Atsushi、Ono Yusuke
    • 雑誌名

      Nature Metabolism

      巻: 4 号: 2 ページ: 180-189

    • DOI

      10.1038/s42255-022-00533-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 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] Metabolomic analysis on blood of transgenic mice overexpressing PGC-1α in skeletal muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Takumi、Uchitomi Ran、Hatazawa Yukino、Miura Shinji、Kamei Yasutomi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 3 ページ: 579-586

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa059

    • 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] 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

    • 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
  • [学会発表] サルコペニア肥満の改善を目指した、FOXO1による骨格筋の遺伝子発現制御の解析2022

    • 著者名/発表者名
      亀井康富、大藪葵、土屋恭一郎、菅波孝祥、小川佳宏、石原健吾、三浦進司
    • 学会等名
      第35回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋機能における遺伝子発現制御に関する研究(学会賞受賞公演)2022

    • 著者名/発表者名
      亀井康富
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋サテライト細胞における筋線維タイプ調節機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大平悠人、藤田真理子、瀧川花穂、吉岡潔志、小野悠介、亀井康富
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子FOXOによる骨格筋遺伝子発現調節とホメオスタシス制御2022

    • 著者名/発表者名
      亀井康富
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋におけるDnmt3a(DNAメチル化酵素)によるエネルギー代謝の調節2022

    • 著者名/発表者名
      大平悠人、藤田真理子、大藪葵、吉岡潔志、小野悠介、畑澤幸乃、石原健吾、亀井康富
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部 2022年度支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the mechanism of muscle fiber type determination in muscle satellite cells(Young Investigator Excellent Abstract Award)2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Ohira, Mariko Fujita, Kaho Takigawa, Kiyoshi Yoshioka, Yusuke Ono, Yasutomi Kamei
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Nutrition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋サテライト細胞が速筋線維に分化するのに必要な転写因子群の同定2021

    • 著者名/発表者名
      大平悠人、藤田真理子、瀧川花穂、吉岡潔志、小野悠介、亀井康富
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Search of factors that are necessary for muscle satellite cells to differentiate into fast muscle fibers2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Ohira, Mariko Fujita, Kaho Takigawa ,Kiyoshi Yoshioka, Yusuke Ono, Yasutomi Kamei
    • 学会等名
      第8回骨格筋生物学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of DNA methyltransferase 3a (Dnmt3a) in skeletal muscle of mice2021

    • 著者名/発表者名
      Mariko Fujita, Yukino Hatazawa, Mamoru Oyabu, Yuto Ohira, Kengo Ishihara, Kiyoshi Yoshioka, Yusuke Ono,, Yasutomi Kamei
    • 学会等名
      第8回骨格筋生物学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨格筋機能とアミノ酸2021

    • 著者名/発表者名
      亀井康富
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第15回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋と栄養2021

    • 著者名/発表者名
      亀井康富
    • 学会等名
      日本栄養食糧学会 第60回近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 栄養・代謝物シグナルと食品機能2022

    • 著者名/発表者名
      亀井 康富
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758104029
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室

    • URL

      http://nutrition.life.kpu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室

    • URL

      https://nutrition.life.kpu.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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