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2017 年度 実施状況報告書

筋萎縮、筋繊維化、脂肪化病態を制御するTGF-βファミリーの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K08599
研究機関藤田保健衛生大学

研究代表者

土田 邦博  藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (30281091)

研究分担者 常陸 圭介  藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助教 (10508469)
中谷 直史  藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助教 (00421264)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード加齢性筋萎縮 / 悪液質 / 非翻訳核酸 / 脂肪化 / 異所性骨化 / 薬剤探索 / TGF-β / BMP
研究実績の概要

加齢、悪液質、筋損傷、遺伝性筋疾患で生じる筋萎縮とそれに伴う脂肪化、繊維化病態の分子機構とその制御による治療法開発を目指した研究を遂行した。筋発生時・神経損傷時には、筋分化制御転写因子が絶妙なタイミングで巧妙に発現誘導される。マイオジェニンのプロモーター領域から発現する新規非翻訳RNA核酸を発見した。新規非翻訳RNA核酸が胎児筋発生時や筋分化時にマイオジェニンと共に発現誘導され、発現変化にTGF-βファミリーシグナルが関与すことを示した。RNA沈降法と質量分析解析を駆使し、会合分子を発見した。新規非翻訳RNA核酸を会したマイオジェニンの発現機構を解析し、マイオジェニンの転写発現に重要であること、transに作用し、miRNAの発現制御に関与することを示した。マウスの前頸骨筋に遺伝子導入する至適な条件系をブラッシュアップし、筋への損傷が極めて少ない条件で導入可能になった。坐骨神経切断時にマイオジェニンが誘導され筋萎縮に至るが、上記手法を駆使して、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、萎縮経路が抑制されることを見出した。
高純度で、ヒト骨格筋から筋衛星細胞や脂肪細胞・骨芽細胞などの基になる間葉系前駆細胞を単離し培養する系を独自に開発した。ハイスループットな薬剤のスクリーニングが可能な系を構築している。実際に、脂肪細胞分化を抑制する候補薬を見出した。生体内でも筋内脂肪化を抑制することを示し英文論文発表を行った。外傷性脳損傷で骨格筋内に異所性骨化が生じる。遺伝性のFOPと呼ばれる難病でも筋内異所性骨化は主要な病態である。上記の薬剤スクリーニング系を駆使して、間葉系前駆細胞の骨芽細胞分化抑制薬候補の同定にも成功した。候補薬は骨形成因子 (BMP)シグナルの抑制に関与するという予備的結果を得ている。生体内投与でも、筋肉・靭帯への異所性骨化を抑制することを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

非翻訳RNA核酸の解析は極めて独自性が高い。脂肪化抑制薬候補に加えて、骨化抑制薬候補も同定できたので、計画以上の進展だと判断している。

今後の研究の推進方策

新たに見出した、長鎖非翻訳RNA核酸の解析はデータが蓄積し投稿中である、TGF-βファミリーであるTGF-βやミオスタチンを中心とした筋萎縮シグナルの検出系も開発しているので、筋肥大・筋萎縮制御機構や染色及びそれを指標とした薬剤のスクリーニングにも取り組んでいきたい。また、近年社会問題となっている、サルコペニア(加齢性筋肉減少症)の新たな発症機構や治療標的を探索する研究に積極的に取り組む予定である。予備的には、筋に存在する間葉系前駆細胞が加齢により数が減少すること、分子の変動が見られることなどをすでに見出している状況であり、研究を大きく進展させていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

B-Aとして8672円が、算出されました。翌年度分として請求した助成金と合わせて、使用します。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 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 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute of Biochemistry(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute of Biochemistry
  • [国際共同研究] Kohat University(パキスタン)

    • 国名
      パキスタン
    • 外国機関名
      Kohat University
  • [雑誌論文] Proteomic analysis of the effect of plant-derived smoke on soybean during recovery from flooding stress2018

    • 著者名/発表者名
      Li X, Hitachi K, Tsuchida K, Komatsu S. et al.,
    • 雑誌名

      J. Proteomics

      巻: 181 ページ: 238~248

    • DOI

      10.1016/j.jprot.2018.04.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Promethazine hydrochloride inhibits ectopic fat cell formation in skeletal musce.2017

    • 著者名/発表者名
      Kasai T, Tsuchida, K. et al.,
    • 雑誌名

      Am. J. Pathol.

      巻: 187 ページ: 2627~2634

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2017.08.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mung bean (Vigna radiata (L.)) coat extract modulates macrophage functions to enhance antigen presentation: a proteomic study.2017

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi A, Hitachi K, Tsuchida K, Komatsu S. et al.,
    • 雑誌名

      J. Proteomics

      巻: 161 ページ: 26~37

    • DOI

      10.1016/j.jprot.2017.03.025

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Notch ligands regulate the muscle stem-like state ex vivo but are not sufficient for retaining regenerative capacity.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai H, Fukuda S, Tsuchida K. et al.,
    • 雑誌名

      PloSONE

      巻: 12 ページ: e0177516

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0177516

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Myostatin-deficiency in mice increases global gene expression at the Dlk1-Dio3 locus in the skeletal muscle2017

    • 著者名/発表者名
      Hitachi K, Tsuchida K.
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 8 ページ: 5943~5953

    • DOI

      10.18632/oncotarget.13966

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comprehensive proteomics analysis of blood sera from patients of osteoarthritis-comparative study before and after total joint replacement surgery2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura C, Ageta H, Tsuchida K, Yamada H, et al.,
    • 雑誌名

      J. Orthop. Res. Therapy

      巻: 4 ページ: JORT31

    • DOI

      10.29011/JORT-131.000031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overexpression of bone morphogenetic protein-3b (BMP-3b) in adipose tissues protects against high-fat diet-induced obesity2017

    • 著者名/発表者名
      Hino J, Nakatani M, Arai Y, Tsuchida K, Shirai M, Miyazato M, Kangawa K.
    • 雑誌名

      International Journal of Obesity

      巻: 41 ページ: 483~488

    • DOI

      10.1038/ijo.2017.15

    • 査読あり
  • [学会発表] サルコペニアの治療法開発の現状2017

    • 著者名/発表者名
      土田邦博
    • 学会等名
      第38回日本肥満学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工関節置換術の前後に変動する血中マーカーについての研究2017

    • 著者名/発表者名
      木村稚佳子、上田洋司、土田邦博 他
    • 学会等名
      第32回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] Characterization of Small Extracellular Vesicles, Exosomes, as a Vehicle for Delivery of Specific Proteins.2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuchida
    • 学会等名
      IDDST-Japan 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 日本臨床「老年医学(上)ー 基礎・臨床研究の動向 ー」2018

    • 著者名/発表者名
      土田邦博、常陸圭介、中谷直史
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      日本臨牀社
  • [備考] 藤田保健衛生大学総合医科学研究所難病治療学研究部門

    • URL

      http://info.fujita-hu.ac.jp/~nanbyou/

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公開日: 2018-12-17  

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