| 研究課題/領域番号 |
23K21605
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| 補助金の研究課題番号 |
21H03330 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
井上 菜穂子 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (00509515)
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| 研究分担者 |
財満 信宏 近畿大学, 農学部, 教授 (40455572)
古市 泰郎 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 助教 (40733035)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 脂質 / 細胞膜 / 骨格筋 / イメージング / オミクス解析 / 質量分析 / ホスファチジルセリン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では４つの課題を設定し、研究を遂行する。課題１として筋細胞におけるPS組成を解析するための分析基盤構築として、LC-MSやMS-Imagingを用いて骨格筋組織におけるPS分子種の組成並びに局在について解析する。課題２として、実際に膜融合イベントに関与するPS組成を解析する目的のもと、幹細胞と筋細胞それぞれにおける固有の脂質組成を解析する。課題３として、筋肥大・筋萎縮によって変動するPS組成の解析並びにその生合成経路の探索を行い、課題４として膜融合に寄与するPSが同定された場合、PS投与によって筋萎縮抑制効果があるかを検証する。
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| 研究実績の概要 |
骨格筋は体を動かす動的な役割を担うだけでなく、体内の70％の糖を代謝する重要な糖代謝器官である。疾患や加齢に伴い筋量が減少することから、有効的な筋肥大メカニズムの解明、および筋萎縮を抑制するような薬剤等が期待されている。筋細胞が融合する際に必須の細胞膜脂質の一種であるホスファチジルセリンに着目し、前年度は筋肥大誘導動物モデルとして、持久的運動トレーニングを行ったマウスを作成し、腓腹筋を対象として変動のある脂質分子種の探索を行った。その結果、肥大に伴い変動する脂質分子の同定を達成した。今年度は、これらの脂質変化が筋細胞によるものなのかを詳細に明らかにする目的のもと、骨格筋培養細胞C2C12を用いた解析を行うこととした。具体的にはⅡ型糖尿病筋萎縮モデルとして、パルミチン酸投与培養細胞を作成し、萎縮に伴い変動する脂質分子種の探索を行った。その結果、既報の通り、インスリン抵抗性を惹起するようなジアシルグリセロールの蓄積も認められ、モデルが正しく作成されていることを確認した。またその際、有意に減少するホスファチジルセリン分子種の同定に成功した。さらにより顕著な変動として、リン脂質の前駆体であるホスファチジン酸の著しい蓄積を観察した。ホスファチジン酸はそれ自身が炎症メディエーターとして作用することから、このホスファチジン酸の蓄積こそが筋萎縮に関与するのではないか、と考えた。そこで現在は同モデルを用いて、ホスファチジン酸から各種ホスファチジルセリンを含むリン脂質の生合成が制御されている可能性を考慮し、各種合成酵素の発現解析についても併せて行っている。
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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
動物モデルを用いた解析についてはすでにその脂質解析を論文発表することができた。また、培養細胞の系を確立し、筋萎縮モデルを作出することができただけでなく、モデルにおける顕著なリン脂質組成の変動を観察することができた。また、前年度課題であった微量な分子の定量については、液体クロマトグラフィー質量分析装置による解析により克服した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度は微量ホスファチジルセリンの同定も可能とするような高感度分析基盤の構築として、液体クロマトグラフィー質量分析による解析を試みた。その結果、筋細胞由来のホスファチジルセリン分子種計24種類の同定及びその定量を可能にした。令和5年度は、これらの詳細なホスファチジルセリン組成を様々な骨格筋細胞に対して明らかにしたいと考えている。具体的には、未分化・分化筋細胞におけるホスファチジルセリン組成の解析として、サテライト細胞とそこから分化した筋細胞におけるホスファチジルセリン組成について解析を進める予定である。さらには、筋萎縮モデルとしてのパルミチン酸投与モデル、筋肥大モデルとしての電気刺激骨格筋収縮モデルにおけるホスファチジルセリンの分子種変化についても併せて解析したいと考えている。この時、特徴的な分子種が同定されれば、その合成・分解に寄与する経路の探索を行い、これらの脂質をコントロールすることで融合イベントを制御できるかについて検討したい。
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