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ジストロフィー筋と加齢性筋萎縮に共通する分子病態のマルチオミクス解析

研究課題

研究課題/領域番号 23K21412
補助金の研究課題番号 21H02843 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分52020:神経内科学関連
研究機関国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

青木 吉嗣  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 部長 (80534172)

研究分担者 進藤 英雄  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所・脂質生命科学研究部, テニュアトラック部長 (10401027)
本橋 紀夫  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 室長 (50532727)
バレンタイン ウィリアム  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 研究生 (60792900)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード筋ジストロフィー / 加齢性筋萎縮 / マルチオミクス解析 / 疾患モデルマウス / ヒト尿由来細胞 / デュシェンヌ型筋ジストロフィー / 尿由来細胞 / MyoD / リピドミクス解析 / エクソン・スキップ / リゾリン脂質 / アシル転移酵素 / LPCAT / マルチオミクス
研究開始時の研究の概要

デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)は、筋細胞を支えるタンパク質が欠ける難病で、筋肉が徐々に衰える。この病気の研究で得られた知見を基に、日本初の核酸医薬「ビルトラルセン」が開発された。また、高齢化社会の日本では、加齢による筋萎縮も大きな問題である。DMDと高齢者の筋萎縮は、似たような筋線維の萎縮パターンを示すため、共通する病態があると考えられている。これを証明するため、我々はDMDモデルマウスを用いて詳細な分析を行い、筋萎縮に関わる代謝や炎症などの経路の相互作用を明らかにした。本研究では、これらの生命現象をさらに深く理解し、DMDや加齢による筋萎縮の治療法開発につなげることを目標とする。

研究実績の概要

健常ヒト尿由来細胞を対象に、ウシ胎児血清(FBS)のロット違いが細胞膜リン脂質リピドミクス解析に及ぼす影響を評価した。FBSロットの違いにより、細胞膜リン脂質のプロファイルに差異が認められた。このことは、使用するFBSロットがリピドミクス解析結果に影響を与えることを示唆しており、実験条件の標準化が重要であることを示している。さらに、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)MyoD変換尿由来細胞を用いて、モルフォリノ核酸によるエクソン・スキップ前後の細胞膜リン脂質リピドミクス解析を実施した。エクソン・スキップ前後での細胞膜リン脂質の変動を解析した結果、エクソン・スキップによる遺伝子修正が細胞膜リン脂質プロファイルに及ぼす影響が明らかになった。最後に、リゾリン脂質アシル転移酵素であるLPCAT1, 2, 3, 4のmRNA発現レベルを定量的PCRで解析した。各酵素のmRNA発現レベルを測定することで、エクソン・スキップがリピドミクスプロファイルに与える影響のメカニズムを解明するための基礎データを提供することができた。

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

申請書の研究計画を予定通り進めることが出来た。

今後の研究の推進方策

デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD) MyoD変換尿由来細胞を用いたシングルセル解析およびシングルセルエピゲノム解析を実施する。加齢性筋萎縮症とジストロフィー筋を対象に、筋萎縮の網羅的表現型解析(フェノミクス)を実施する。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件)

  • [雑誌論文] Characterization of CD90/Thy-1 as a crucial molecular signature for myogenic differentiation in human urine-derived cells through single-cell RNA sequencing2024

    • 著者名/発表者名
      Kunitake Katsuhiko、Motohashi Norio、Inoue Takafumi、Suzuki Yutaka、Aoki Yoshitsugu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 2329-2329

    • DOI

      10.1038/s41598-024-52530-5

    • 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] Lysophospholipid acyltransferases orchestrate the compositional diversity of phospholipids2023

    • 著者名/発表者名
      Valentine William J.、Shimizu Takao、Shindou Hideo
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 215 ページ: 24-33

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2023.08.012

    • 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] High‐intensity interval training in the form of isometric contraction improves fatigue resistance in dystrophin‐deficient muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Nao、Tamai Katsuyuki、Kimura Iori、Naito Azuma、Tokuda Nao、Ashida Yuki、Motohashi Norio、Aoki Yoshitsugu、Yamada Takashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 601 号: 14 ページ: 2917-2933

    • DOI

      10.1113/jp284532

    • 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] Inherited myogenic abilities in muscle precursor cells defined by the mitochondrial complex I-encoding protein2023

    • 著者名/発表者名
      Motohashi Norio、Minegishi Katsura、Aoki Yoshitsugu
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 14 号: 10 ページ: 689-689

    • DOI

      10.1038/s41419-023-06192-2

    • 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] Techniques for Injury, Cell Transplantation, and Histological Analysis in Skeletal Muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Motohashi Norio、Minegishi Katsura、Imamura Michihiro、Aoki Yoshitsugu
    • 雑誌名

      Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 2640 ページ: 193-205

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-3036-5_14

    • ISBN
      9781071630358, 9781071630365
    • 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] Establishment of a Triple Quadrupole HPLC-MS Quantitation Method for Dystrophin Protein in Mouse and Human Skeletal Muscle.2023

    • 著者名/発表者名
      Tominari T, Takatoya M, Matsubara T, Matsunobe M, Arai D, Matsumoto C, Hirata M, Yoshinouchi S, Miyaura C, Itoh Y, Komaki H, Takeda S, Aoki Y, Inada M.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 25 号: 1 ページ: 303-303

    • DOI

      10.3390/ijms25010303

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating the role of dystrophin isoform deficiency in motor function in Duchenne muscular dystrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Chesshyre Mary、Ridout Deborah、Hashimoto Yasumasa、Ookubo Yoko、Torelli Silvia、Maresh Kate、Ricotti Valeria、Abbott Lianne、Gupta Vandana Ayyar、Main Marion、Ferrari Giulia、Kowala Anna、Lin Yung‐Yao、Tedesco Francesco Saverio、Scoto Mariacristina、Baranello Giovanni、Manzur Adnan、Aoki Yoshitsugu、Muntoni Francesco
    • 雑誌名

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      巻: 13 号: 2 ページ: 1360-1372

    • DOI

      10.1002/jcsm.12914

    • 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] Brain Dp140 alters glutamatergic transmission and social behaviour in the mdx52 mouse model of Duchenne muscular dystrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yasumasa、Kuniishi Hiroshi、Sakai Kazuhisa、Fukushima Yuta、Du Xuan、Yamashiro Kunihiko、Hori Kei、Imamura Michihiro、Hoshino Mikio、Yamada Mitsuhiko、Araki Toshiyuki、Sakagami Hiroyuki、Takeda Shin’ichi、Itaka Keiji、Ichinohe Noritaka、Muntoni Francesco、Sekiguchi Masayuki、Aoki Yoshitsugu
    • 雑誌名

      Progress in Neurobiology

      巻: 216 ページ: 102288-102288

    • DOI

      10.1016/j.pneurobio.2022.102288

    • 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] Caveolin-3 regulates the activity of Ca<sup>2+</sup>/calmodulin-dependent protein kinase II in C2C12 cells2022

    • 著者名/発表者名
      Matsunobe Michio、Motohashi Norio、Aoki Eito、Tominari Tsukasa、Inada Masaki、Aoki Yoshitsugu
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      巻: 323 号: 4 ページ: C1137-C1148

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00077.2022

    • 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] Lipidomic Analyses Reveal Specific Alterations of Phosphatidylcholine in Dystrophic Mdx Muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Valentine William J.、Mostafa Sherif A.、Tokuoka Suzumi M.、Hamano Fumie、Inagaki Natsuko F.、Nordin Joel Z.、Motohashi Norio、Kita Yoshihiro、Aoki Yoshitsugu、Shimizu Takao、Shindou Hideo
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12 ページ: 698166-698166

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.698166

    • 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] Dissociation of SH3 and cysteine-rich domain 3 and junctophilin 1 from dihydropyridine receptor in dystrophin-deficient muscles2022

    • 著者名/発表者名
      Ashida Yuki、Himori Koichi、Tokuda Nao、Naito Azuma、Yamauchi Nao、Takenaka-Ninagawa Nana、Aoki Yoshitsugu、Sakurai Hidetoshi、Yamada Takashi
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      巻: 323 号: 3 ページ: C885-C895

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00163.2022

    • 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] Size-tunable PEG-grafted copolymers as a polymeric nanoruler for passive targeting muscle tissues.2022

    • 著者名/発表者名
      M. Naito, Y. Watanuki, K. Toh, J. Yum, B. S. Kim, K. Taniwaki, S. Ogura, H. Ishida, M. Cho, H. Chaya, K. Miyajima, K. Osada, K. Minegishi, Y. Aoki, Y. Yamasaki, K. Miyata,
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 347 ページ: 607-614

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.05.030

    • 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

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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