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2022 年度 実績報告書

運動の恩恵効果が骨格筋から分泌されるマイオカインによって媒介されることの証明

研究課題

研究課題/領域番号 18H04086
研究機関東京都立大学

研究代表者

藤井 宣晴  東京都立大学, 人間健康科学研究科, 教授 (40509296)

研究分担者 出口 真次  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (30379713)
古市 泰郎  東京都立大学, 人間健康科学研究科, 助教 (40733035)
眞鍋 康子  東京都立大学, 人間健康科学研究科, 准教授 (60467412)
中川 嘉  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 教授 (80361351)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードマイオカイン / 骨格筋 / R-spondin3 / 筋線維タイプ / 血小板由来成長因子 / 筋力増強
研究実績の概要

研究代表者は、「運動時には骨格筋から種々の生理活性物質(総称してマイオカイン)が分泌され、それらが血流を介して全身に届けられると多様な恩恵効果が発揮される」という仮説を有している。これを検証するために、申請者が発見した3種類のマイオカインについて、骨格筋での発現量を増減させた遺伝子組み換えマウスを作製・解析し、マイオカインの生理作用と標的臓器を明らかにすることを目的とした。
2022年度は、タイプ1筋線維特異的に発現する新規マイオカインとして、R-spondin3を発見した。タイプ1筋線維から単離したサテライト細胞と、タイプ2筋線維から単離したサテライト細胞を用意し、R-spondin3を添加したうえで分化誘導すると、タイプ1筋線維のマーカーであるミオシン重鎖1の発現が、いずれの場合も2倍以上増加した。このことから、R-spondin3はタイプ1筋線維への分化誘導因子と考えられた。また、この表現型は、Wnt・β-カテニンの細胞内情報伝達経路を介して生じることが明らかとなった。一方で、Wnt・PCP経路およびWnt・Ca2+の関与は認められなかった。さらに、R-spondin3のタイプ1筋線維への分化誘導作用は、骨格筋特異的なR-spondin3のノックアウトマウスでも認められ、生体内での役割が確認された。
さらに2022年度は、血小板由来成長因子(PDGF)が骨格筋からも分泌されている新規マイオカインであることも明らかにした。血小板由来成長因子をサテライト細胞に添加し培養すると、増殖が促進された。また、分化させた筋幹細胞に血小板由来成長因子を添加して培養すると、電気刺激により生じさせた収縮時の発揮張力が増大した。これらの知見から、血小板由来成長因子は、筋力増強作用を有すると考えられた。現在、骨格筋特異的な血小板由来成長因子ノックアウトマウスで、生体内での働きを確認している。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Stable isotope-labeled carnitine reveals its rapid transport into muscle cells and acetylation during contraction2023

    • 著者名/発表者名
      Furuichi Yasuro、Goto-Inoue Naoko、Uchida Saki、Masuda Shun、Manabe Yasuko、Fujii Nobuharu L.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 ページ: e15281-e15281

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e15281

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PDGF-B secreted from skeletal muscle enhances myoblast proliferation and myotube maturation via activation of the PDGFR signaling cascade2023

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Hiroki、Dohi Kitora、Sakai Takaomi、Taoka Masato、Isobe Toshiaki、Matsui Tsubasa S.、Deguchi Shinji、Furuichi Yasuro、Fujii Nobuharu L.、Manabe Yasuko
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 639 ページ: 169-175

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.11.085

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of a system evaluating the contractile force of electrically stimulated myotubes from wrinkles formed on elastic substrate2022

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Hiroki、Matsui Tsubasa S.、Deguchi Shinji、Furuichi Yasuro、Fujii Nobuharu L.、Manabe Yasuko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 13818-13818

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17548-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] R-spondin3 is a myokine that differentiates myoblasts to type I fibres2022

    • 著者名/発表者名
      Mita Yoshitaka、Zhu Haonan、Furuichi Yasuro、Hamaguchi Hiroki、Manabe Yasuko、Fujii Nobuharu L.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 13020-13020

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16640-2

  • [学会発表] 骨格筋の分泌と再生機能に関するナイト・サイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      藤井宣晴,眞鍋康子,古市泰郎.
    • 学会等名
      第27回バイオメカニズム・シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋の量・機能の低下をマイオカインで防ぐ可能性2022

    • 著者名/発表者名
      藤井宣晴
    • 学会等名
      第9回サルコペニア・フレイル学会
    • 招待講演
  • [学会発表] マイオカインが決定する骨格筋機能2022

    • 著者名/発表者名
      藤井宣晴,三田佳貴,濵口裕貴,古市泰郎,眞鍋康子
    • 学会等名
      第6回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会.
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋の機能を保つマイオカイン2022

    • 著者名/発表者名
      藤井宣晴
    • 学会等名
      日本基礎老化学会第43回シンポジウム
    • 招待講演
  • [図書] 健康寿命の鍵を握る骨格筋2022

    • 著者名/発表者名
      藤井 宣晴
    • 総ページ数
      227
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-0400-5
  • [備考] 東京都立大学 運動分子生物学研究室

    • URL

      https://www.comp.tmu.ac.jp/muscle/

  • [産業財産権] 骨格筋TypeI細胞への分化誘導剤2022

    • 発明者名
      藤井宣晴 眞鍋康子 古市泰郎
    • 権利者名
      藤井宣晴 眞鍋康子 古市泰郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-60451

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公開日: 2023-12-25  

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