横紋筋融解症発症モデルマウスにおけるオートファジー異常の分子メカニズム

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15344
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 島野 仁 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20251241)
• 研究分担者: 中川 嘉 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (80361351)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 横紋筋融解症 / HMGCR / スタチン / コレステロール合成

研究実績の概要

Human alpha skeletal actin(Acta1)をプロモータとしてCreリコンビナーゼ遺伝子を発現するActa1-Cre TgマウスとHMG-CoA還元酵素(HMGCR) floxedマウスを交配して作成した骨格筋特異的HMGCRノックアウトマウス(mKOマウス)の解析を行った。EGFRにGFPを融合させた蛋白を発現するプラスミドをin vivoにてエレクトロポレーションで遺伝子導入し過剰発現させ，そのライソゾームによる分解能を評価した。しかしながら、対照群とmKO群で差を認めなかった。ライソゾーム酵素の一種であるカテプシンD・Lのウエスタンブロットによる成熟度合いの評価ならびにカテプシンDの酵素活性の測定を行ったところ、対照群と比してmKO群で上昇していた。次に対照群のマウスとmKOマウスの骨格筋から，ライソゾームを単離し，これを用いてカテプシン酵素活性の測定を行った。この解析でもmKO群で上昇していた。タンパク生成後の時間経過に応じて色調の変化する「Timer」蛋白をライソゾームマーカー「Lamp2」と融合させ，in vivoにおいて発現させ，ライソゾームのturn overをマウス前脛骨筋で評価したが，これは特に差を認めなかった。以上より，mKOマウスにおけるライソゾームの機能は低下ではなく，亢進しており、mKOマウスでのオートライソゾームの増加ならびにp62の増加は，オートファジー亢進ならびにアミノ酸の増加によるRagを介したp62の産生亢進によるものであることが明らかになった。

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

HMGCR KOマウスの骨格筋ではオートファジーが誘導されていること、オートライソゾーム形成の増加が確認できている。

今後の研究の推進方策

現在使用しているHMGCR KOマウスは生後すぐからHMGCRを欠損しているため、結果をみているのか、原因を見ているのかが明確でなかった、そのため、今後は時間特異的にHMGCRの発現を制御できるDoxycycline(Dox) inducible Acta1-Cre TgマウスとHMGCR floxマウスを交配する。骨格筋特異的HMGCR KOマウスにおける筋障害のタイムコースを評価する。

研究成果

• [雑誌論文] Skeletal muscle-specific HMG-CoA reductase knockout mice exhibit rhabdomyolysis: A model for statin-induced myopathy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Osaki Y, Nakagawa Y, Miyahara S, Iwasaki H, Ishii A, Matsuzaka T, Kobayashi K, Yatoh S, Takahashi A, Yahagi N, Suzuki H, Sone H, Ohashi K, Ishibashi S, Yamada N, Shimano H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 466(3) ページ: 536-540
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.065.
  • 査読あり
• [備考] 筑波大学 医学医療系 内分泌代謝・糖尿病内科
  • URL: http://www.u-tsukuba-endocrinology.jp/