筋肥大・再生に伴う筋線維型制御機構の新展開

• 研究課題/領域番号: 25292164
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生産科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 辰巳 隆一 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40250493)
• 研究分担者: 水野谷 航 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20404056) ; 古瀬 充宏 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30209176)
• 研究協力者: ANDERSON JUDY E. マニトバ大学, 理学部, 教授 ; ALLEN RONALD E. アリゾナ大学, 教授
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
• キーワード: 食肉生産システム / 骨格筋 / 筋幹細胞 / 筋線維型 / 遅筋型筋線維 / 多機能性細胞制御因子Sema3A / 細胞膜受容体アゴニスト / ポリフェノール / 筋幹細胞(衛星細胞) / 骨格筋(食肉） / 遅筋型ミオシン / Sema3A / 細胞膜受容体 / 食品由来アゴニスト / 食肉生産 / 食品機能性 / 細胞外リガンド / 受容体アゴニスト / 筋管

研究成果の概要

骨格筋の肥大・再生の際、新しく形成される筋線維の型（速筋型・遅筋型）の制御が重要な基盤となる。本研究では、「筋幹細胞が合成・分泌する多機能性制御因子Sema3Aが筋線維型を自律制御する」という作業仮説を細胞培養系および筋幹細胞特異的Sema3A-cKOマウスを用いて検証した。その結果、Sema3Aとその細胞膜受容体依存的な「遅筋型筋線維の形成誘導機構」の分子基盤を解明すると共に、細胞膜受容体の食品由来アゴニストを同定した。成果は ”より美味しい”食肉を生産する技術開発に資する他、健康・スポーツ科学にも貢献が期待された。

研究成果

• [雑誌論文] Physiological roles of adipokines, hepatokines, and myokines in ruminants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sang-Gun Roh, Yutaka Suzuki, Takaufmi Gotoh, Ryuichi Tatsumi, Kazuo Katoh
  • 雑誌名: Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 巻: 29 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.5713/ajas.16.0001r
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improvement of Endurance Based on Muscle Fiber-Type Composition by Treatment with Dietary Apple Polyphenols in Rats. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya W, Miyahara H, Okamoto S, Akahoshi M, Suzuki T, Do MK, Ohtsubo H, Komiya Y, Lan M, Waga T, Iwata A, Nakazato K, Ikeuchi Y, Anderson JE, Tatsumi R
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 号: 7 ページ: e0134303-e0134303
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134303
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transmembrane proteoglycans syndecan-2, 4, receptor candidates for the impact of HGF and FGF2 on semaphorin 3A expression in early-differentiated myoblasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Mai-Khoi Q. Do, Naomi Shimizu, Takahiro Suzuki, Hideaki Ohtsubo, Wataru Mizunoya, Mako Nakamura, Shoko Sawano, Mitsuhiro Furuse, Yoshihide Ikeuchi, Judy E. Anderson, Ryuichi Tatsumi
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 3 号: 9 ページ: e12553-e12553
  • DOI: 10.14814/phy2.12553
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Semaphorin 3A promotes activation of Pax7, Myf5, and MyoD through inhibition of emerin expression in activated satellite cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Mulan Qahar, Yuko Takuma, Wataru Mizunoya, Ryuichi Tatsumi, Yoshihide Ikeuchi, Mako Nakamura
  • 雑誌名: FEBS openbio 巻: - 号: 6 ページ: 529-539
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 筋肥大・再生における異種細胞間コミュニケーションダイナミクス ―筋幹細胞による運動神経支配の再構築制御(仮説)を話題にして― (2015)
  • 著者名/発表者名: 辰巳 隆一, Do Mai-Khoi Quy, 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 大坪秀明, 小宮佑介, 澤野祥子, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀
  • 雑誌名: 食肉の科学（日本食肉研究会） 巻: 56 ページ: 103-112
  • NAID: 40020681828
• [雑誌論文] Implication of anti-inflammatory macrophages in regenerative moto-neuritogenesis: Promotion of myoblast migration and neural chemorepellent semaphorin 3A expression in injured muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi S, Shono J, Suzuki T, Shoko S, Anderson JE, Do MKQ, Ohtsubo H, Mizunoya W, Sato Y, Nakamura M, Furuse M, Yamada K, Ikeuchi Y, Tatsumi R.
  • 雑誌名: International Journal of Biochemistry and Cell Biology 巻: 52 ページ: 272-285
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2014.05.032
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supplementary immunocytochemistry of hepatocyte growth factor production in activated macrophages early in muscle regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawano S, Suzuki T, Do MKQ, Ohtsubo H, Mizunoya W, Ikeuchi Y, Tatsumi R.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 85 号: 12 ページ: 994-1000
  • DOI: 10.1111/asj.12264
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigating muscle regeneration: The secret of Sema3A. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R.
  • 雑誌名: International Innovation 巻: 139 ページ: 89-91
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 筋幹細胞が分泌するSema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 貴弘, 大屋 雄暉, 尾嶋 孝一, 大坪 秀明, 小宮 佑介, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀, 古瀬 充宏, 辰巳 隆一
  • 雑誌名: 栄養生理研究会報（家畜栄養生理研究会） 巻: 58 ページ: 19-25
  • NAID: 40020020774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of semaphorin 3A in soleus and EDL muscle satellite ceels in vitro toward understanding its role in modulating (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T et aj.
  • 雑誌名: ternational Journal of Biochemistry and Cell Biolo 巻: 45 号: 2 ページ: 476-482
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2012.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Satellite ceels produce neural chemorepellent semaphorin 3A upon muscle injury. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, et al.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84 号: 2 ページ: 185-189
  • DOI: 10.1111/asj.12014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary Time-Course Study of Antiinflammatory Macrophage lnfiltration in Crush-Injured Skeletal Muscle. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shono J. Sakaguchi S. Suzuki T, et al.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84 号: 11 ページ: 744-750
  • DOI: 10.1111/asj.12105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 衛星細胞による運動神経支配の再構築制御仮説 (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 雑誌名: 生体の科学 (金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院), 特集「特殊な幹細胞としての骨格筋サテライト細胞」 巻: 64 ページ: 122-131
• [学会発表] Sema3Aはemerin 発現を阻害することで筋特異的因子Pax7およびMyf5 発現を増加させ、筋芽細胞の増殖能を上昇させる (2016)
  • 著者名/発表者名: 木蘭, 水野谷 航, 辰巳 隆一, 池内 義秀, 中村 真子
  • 学会等名: 第121回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 日本獣医生命科学大学、武蔵野市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 骨格筋形成における脱アミノ化酵素APOBEC2 の機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大坪 秀明, 佐藤 祐介, 鈴木 貴弘, 水野谷 航, 中村 真子, 辰巳 隆一, 池内 義秀
  • 学会等名: 第121回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 日本獣医生命科学大学、武蔵野市
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Sema3Aによる筋線維型の初期決定に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大屋雄暉, 鈴木貴弘, Do Mai-Khoi, 水野谷 航, 中村 真子, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • 学会等名: 日本畜産学会第120回大会
  • 発表場所: 酪農学園大学（江別市）
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] 筋芽細胞が合成・分泌するSema3Aはアセチルコリン受容体の発現と機能的凝集を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: Mai-Khoi Q. Do, 水野谷 航, 尾嶋孝一, 中村 真子, 池内 義秀, Judy E. Anderson, 辰巳 隆一
  • 学会等名: 第1回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（小平市）
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] 筋芽細胞におけるSema3AとPax7発現の相互作用に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木蘭, 尾嶋孝一, 大川 恭行, 中村 真子, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • 学会等名: 第1回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（小平市）
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] 筋幹細胞由来のSema3Aによる筋線維型制御に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 西松伸一郎, 寺田久美子, 片瀬直樹, 濃野勉, 大澤裕, 砂田芳秀, 水野谷 航, 池内 義秀, 辰巳 隆一
  • 学会等名: 第1回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター（小平市）
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] 筋芽細胞の増殖時・分化時におけるSema3AとPax7発現の相互作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木 蘭, 尾嶋孝一, 中村真子, 水野谷航, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第119回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] Sema3A ligand secreted from satellite cells promotes aneural nAChR clustering (2015)
  • 著者名/発表者名: ド マイコイ, 水野谷航, 尾嶋孝一, 中村真子, 池内義秀, 辰巳隆一
  • 学会等名: 第119回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] 筋幹細胞特異的 Sema3A cKO マウスの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 西松伸一郎, 寺田久美子, 片瀬直樹, 濃野 勉, 水野谷航, 池内義秀, 辰巳隆一
  • 学会等名: 第119回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] 遅筋は速筋に比べ脂肪酸取込および脂肪合成能に優れる (2015)
  • 著者名/発表者名: 小宮佑介, 澤野祥子, 田嶋悠璃, Johan Rung, 辰巳隆一, 中村真子, 池内義秀, 水野谷航
  • 学会等名: 第119回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] PPARδアゴニスト投与によってマウス骨格筋で発現変動する遺伝子の網羅的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田嶋悠璃, Johan Rung, 澤野祥子, 小宮佑介, 中村真子, 辰巳隆一,池内義秀, 水野谷航
  • 学会等名: 第119回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [学会発表] １切片上で筋線維タイプを同時に識別する“ステンドグラス染色法”の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤野祥子, 小宮佑介, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀, 水野谷航
  • 学会等名: 第37回(平成26年度)日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 筋幹細胞由来の分泌性因子Sema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 澤野祥子, 大坪秀明, 水野谷航, 中村真子, 池内義秀, 辰巳隆一
  • 学会等名: 第37回(平成26年度)日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Anti-inflammatory macrophages implicate in regenerative moto-neuritogenesis, by promoting myoblast migration and Sema3A expression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S.,* Shono, J.,* Suzuki, T.,* Sawano, S., Anderson, J.E., Do, M.-K.Q., Ohtsubo, H., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., and Tatsumi, R. (*equal contributors)
  • 学会等名: Animal Science Congress 2014 of the Asian-Australian Association of Animal Production Societies (AAAP)
  • 発表場所: Universitas Gadjah Mada, Indonesia
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-14
• [学会発表] Functional interaction between Sema3A and Pax7 in proliferation and differentiation of myoblasts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mulan, Nakamura, M., Suzuki, T., Mizunoya, W., Ojima, K., Tatsumi, R. and Ikeuchi, Y.
  • 学会等名: International Symposium on Agriculture, Forestry, Environment and Life Sciences in Asia, 2014 (AFELiSA'14)
  • 発表場所: Ladena Condominium, Korea
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] Muscle regeneration dynamics: satellite cells may do more. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R., Anderson, J.E. and Allen, R.E.
  • 学会等名: A Meeting-of-Minds Muscle Symposium,
  • 発表場所: University of Manitoba, Canada
  • 年月日: 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] M2 macrophages may implicate in regenerative moto-neuritogenesis, by promoting myoblast migration and Sema3A expression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R.,* Sakaguchi, S.,* Shono, J.,* Suzuki, T.,* Sawano, S., Anderson, J.E., Do, M.-K.Q., Ohtsubo, H., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., and Ikeuchi, Y. (*equal contributors)
  • 学会等名: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • 発表場所: Steamboat Springs, CO, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] APOBEC2 deficiency up-regulates myoblast differentiation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohtsubo, H., Sato, Y., Suzuki, T., Mizunoya, W., Nakamura, M., Tatsumi, R., and Ikeuchi, Y.
  • 学会等名: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • 発表場所: Steamboat Springs, CO, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Sema3A secreted from satellite cells promotes slow-twitch fiber generation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ohya, Y., Ojima, K., Mizunoya, W., Sawano, S., Ohtsubo, H., Nishimatsu, S., Anderson, J. E., Do, M.-K. Q., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., Nohno, T., and Tatsumi, R.
  • 学会等名: 2014 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells”
  • 発表場所: Steamboat Springs, CO, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] 筋肥大・再生：筋幹細胞はいろんなことをしている (2014)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 学会等名: 九州大学大学院システム生命科学府 システム生命科学夏の学校
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] ヤマブシタケは骨格筋の核内受容体PPARδを活性化する (2014)
  • 著者名/発表者名: 水野谷航, 石井もも子, 清水邦義, 永田敏郎, 平木絵里, 中村俊哉, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第68回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 酪農学園大学
  • 年月日: 2014-06-01
• [学会発表] 筋幹細胞が分泌するSema3Aによる筋線維型自律制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 大屋雄暉, 尾嶋孝一, 大坪秀明, 小宮佑介, 水野谷航, 中村真子, 池内義秀, 古瀬充宏, 辰巳隆一
  • 学会等名: 平成26年度家畜栄養生理研究会春季集談会
  • 発表場所: 日本獣医生命科学大学
  • 年月日: 2014-05-17
• [学会発表] 筋肥大・再生における細胞間コミュニケーションダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 学会等名: 国際筋・食肉科学シンポジウム「食肉をつくる細胞とその制御機構－筋肥大と脂肪蓄積のメカニズム解明に向けた新展開－」
  • 発表場所: つくば国際会議場 中ホール（つくば市）
  • 招待講演
• [学会発表] 筋幹細胞による筋線維型自律制御機構は食品成分によって制御できる (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 水野谷 航, 赤星 眞理子, 尾嶋孝一, 大坪秀明, 中村真子, 池内義秀, 和賀俊明, 辰巳隆一
  • 学会等名: 第118回日本畜産学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば市）
• [学会発表] Syndecan-2, 4 signal chemorepellent Sema3A expression in myogenic stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: ド・マイコイ, 水野谷航, 尾嶋孝一, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第118回日本畜産学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば市）
• [学会発表] Muscle regeneration dynamics mediated by resident myogenic stem cells: a possible implication in moto-neuritogenesis and fiber-type regulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R., Anderson, J.E. and Allen, R.E.
  • 学会等名: Tucson Symposium 2013 on “The Biology of Muscle Growth and Repair”
  • 発表場所: University of Arizona’s School of Animal and Comparative Biomedical Sciences
  • 招待講演
• [学会発表] Semaphorin 3A secreted from myogenic stem cells promotes slow-twitch muscle fiber generation (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ojima, K., Do, M.K.Q., Hara, M., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J.E. and Tatsumi, R.
  • 学会等名: 2013 EMBO Workshop on “Semaphorin Function and Mechanism in Action”
  • 発表場所: Cemay-la-Ville, France
• [学会発表] 筋肥大・再生における筋幹細胞・運動神経末端・マクロファージのコミュニケーションダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 学会等名: 第43回日本栄養・食糧学会 北海道支部会シンポジウム「組織の機能を支える細胞間クロストーク」
  • 発表場所: 北海道大学大学院農学研究院 W109室（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 筋幹細胞由来の分泌因子Sema3Aによる筋線維型自律制御機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘, 尾嶋孝一, 大屋雄暉, 大坪秀明, 水野谷航, 中村真子, 池内義秀, 辰巳隆一
  • 学会等名: 第117回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 新潟大学（新潟市）
• [図書] シリーズ＜家畜の科学＞ ニワトリの科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古瀬充宏（編） 辰巳隆一 外22名
  • 総ページ数: 202
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/muscle_and_meat/