筋衛星細胞の未分化性維持メカニズムの解明と筋ジストロフィー治療への応用

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07082
• 研究機関: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 林 晋一郎 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第一部, 室長 (10732381)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 筋幹細胞

研究実績の概要

筋ジストロフィーの根治療法として骨格筋幹細胞である筋衛星細胞を移植する方法が挙げられるが、生体外で筋衛星細胞の未分化な状態を保持したまま培養することが難しく、移植に十分な数の筋衛星細胞を得られないことが課題となっている。この問題を解決するには未分化維持機構の解明が必要である。本研究では筋衛星細胞の未分化維持機構を明らかにすることを目的とした。レチノイン酸受容体およびレチノイドX受容体のアゴニストを筋衛星細胞初代培養系へ添加し、筋分化能に対する効果を検討した。その結果、オールトランスレチノイン酸やAm80などRARアゴニストで高い分化抑制効果が見られる一方で、RXRアゴニストでは全く効果が認められず、レチノイン酸による分化抑制効果はRARを介していることが明らかとなった。次に、siRARsを用いた実験から、レチノイン酸シグナルは主にRARαを介して作用することを明らかにした。
また、筋衛星細胞の未分化性を維持する細胞外基質について検討した。近年ラミニン511-E8フフラグメントが筋衛星細胞の未分化性を維持することが報告されており、(Stem Cell Rep10: 1-10, 2018)、本研究ではこれまで筋衛星細胞の培養に一般的に用いられてきたコラーゲンI、マトリゲルとラミニンフラグメントを比較した。その結果、ラミニン511-E8が最も優れた分化抑制効果を持ち、レチノイン酸と共に培養することで相乗的に分化抑制効果をもたらすことが明らかとなった。また、本研究で確立した培養系をヒト筋幹細胞に応用し、ヒト筋幹細胞においてもレチノイン酸とラミニンフラグメントで分化を抑制しうること、さらに培養した筋幹細胞を免疫不全-mdxマウスに移植すると通常培養した細胞よりもより効率よく筋再生に寄与することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Deficiency and overexpression of Rtl1 in the mouse cause distinct muscle abnormalities related to Temple and Kagami-Ogata syndromes (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa Moe、Hayashi Shinichiro、Imamura Michihiro、Takeda Shin'ichi、Oishi Yumiko、Kaneko-Ishino Tomoko、Ishino Fumitoshi
  • 雑誌名: Development 巻: 147 ページ: -
  • DOI: 10.1242/dev.185918
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathologic Features of Anti-Mi-2 Dermatomyositis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanboon Jantima、Inoue Michio、Hirakawa Shinya、Tachimori Hisateru、Hayashi Shinichiro、Noguchi Satoru、Suzuki Shigeaki、Okiyama Naoko、Fujimoto Manabu、Nishino Ichizo
  • 雑誌名: Neurology 巻: 96 ページ: e448～e459
  • DOI: 10.1212/WNL.0000000000011269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CGG expansion in NOTCH2NLC is associated with oculopharyngodistal myopathy with neurological manifestations (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara Masashi、Iida Aritoshi、Kumutpongpanich Theerawat、Ozaki Ayami、Oya Yasushi、Konishi Hirofumi、Nakamura Akinori、Abe Ryuta、Takai Hiroshi、Hanajima Ritsuko、Doi Hiroshi、Tanaka Fumiaki、Nakamura Hisayoshi、Nonaka Ikuya、Wang Zhaoxia、Hayashi Shinichiro、Noguchi Satoru、Nishino Ichizo
  • 雑誌名: Acta Neuropathologica Communications 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40478-020-01084-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ADSSL1 myopathy is the most common nemaline myopathy in Japan with variable clinical features (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshihiko、Nishikawa Atsuko、Iida Aritoshi、Mori-Yoshimura Madoka、Oya Yasushi、Ishiyama Akihiko、Komaki Hirofumi、Nakamura Seigo、Fujikawa Susumu、Kanda Takashi、Yamadera Misaki、Sakiyama Hiroshi、Hayashi Shinichiro、Nonaka Ikuya、Noguchi Satoru、Nishino Ichizo
  • 雑誌名: Neurology 巻: 95 ページ: e1500～e1511
  • DOI: 10.1212/WNL.0000000000010237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two Japanese LGMDR25 patients with a biallelic recurrent nonsense variant of BVES (2020)
  • 著者名/発表者名: Indrawati Luh Ari、Iida Aritoshi、Tanaka Yuzo、Honma Yutaka、Mizoguchi Koichi、Yamaguchi Tomohisa、Ikawa Masamichi、Hayashi Shinichiro、Noguchi Satoru、Nishino Ichizo
  • 雑誌名: Neuromuscular Disorders 巻: 30 ページ: 674～679
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2020.06.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of Dermatomyositis Sine Dermatitis With Anti?Nuclear Matrix Protein 2 Autoantibodies (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Tanboon J, Hirakawa S, Komaki H, Fukushima T, Awano H, Tajima T, Yamazaki K, Hayashi R, Mori T, Shibuya K, Yamanoi T, Yoshimura H, Ogawa T, Katayama A, Sugai F, Nakayama Y, Yamaguchi S, Hayashi S, Noguchi S, Tachimori H, Okiyama N, Fujimoto M, Nishino I
  • 雑誌名: JAMA Neurology 巻: 77 ページ: 872～872
  • DOI: 10.1001/jamaneurol.2020.0673
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of the Core Formation Process in Congenital Neuromuscular Disease With Uniform Type 1 Fiber and Central Core Disease (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara Masashi、Ogawa Megumu、Nonaka Ikuya、Hayashi Shinichiro、Noguchi Satoru、Nishino Ichizo
  • 雑誌名: Journal of Neuropathology & Experimental Neurology 巻: 79 ページ: 1370～1375
  • DOI: 10.1093/jnen/nlaa104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Myopathy in scleroderma/systemic sclerosis patients: From a histopathological point of view. (2020)
  • 著者名/発表者名: Chen Y, Inoue M, Ogasawara M, Saito Y, Indrawati L, Tanboon J, Kumutpongpanich T, Okubo M, Yoshioka W, Hayashi S, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 25th International Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] Congenital neuromuscular disease with uniform type 1 fiber due to RYR1 mutation is a de facto core myopathy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara M, Ogawa M, Nonaka I, Hayashi S, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 25th International Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] Generation and characterization of Pax7-HA knock-in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi S, Inoue Y, Kosako H, Inoue T, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 25th International Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] Screening for Pompe disease using muscle section in Japan. (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Nakamura K, Fukuda T, Sugie H, Hayashi S, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 25th International Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] A dominant variant in DNAJB4 causes a myofibrillar myopathy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Iida A, Watanabe K, Hosoi Y, Miyajima H, Hayashi S, Inoue Y, Inoue T, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 25th International Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] RYR1遺伝子異常によるCongenital neuromuscular disease with uniform type1 fiberは事実上のコアミオパチーである (2020)
  • 著者名/発表者名: 小笠原真志，小川 恵，埜中征哉，林晋一郎，野口 悟，西野一三
  • 学会等名: 第6回日本筋学会学術集会
• [学会発表] 本邦における骨格筋切片を用いたポンペ病スクリーニング (2020)
  • 著者名/発表者名: 斎藤良彦，中村公俊，福田冬季子，杉江秀夫，林晋一郎，野口 悟，西野一三
  • 学会等名: 第6回日本筋学会学術集会
• [学会発表] Recessive variant of POPDC3 causes a nuclear envelopathy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Indrawati LA, Mitsuhashi H, Iida A, Mori-Yoshimmura M, Hayashi S, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 第6回日本筋学会学術集会
• [学会発表] RNA-seqを用いたジストロフィン遺伝子解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大久保真理子，野口 悟，林晋一郎，小牧宏文，齋藤伸治，西野一三
  • 学会等名: 第6回日本筋学会学術集会
• [学会発表] Pathogenesis of congenital neuromuscular disease with uniform type 1 fiber and central core disease. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara M, Ogawa M, Hayashi S, Nonaka I, Noguchi S, Nishino I
  • 学会等名: 第62回日本小児神経学会学術集会