| 研究課題/領域番号 |
19K09614
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| 研究機関 | 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所) |
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研究代表者 |
上住 円 (池本円) 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (70435866)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 骨格筋 / 老化 |
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| 研究実績の概要 |
高齢者において転倒や骨折に伴う筋損傷からの回復の遅れは、要介護状態や寝たきりへの進行の主要原因となり、健康寿命延伸のために解決すべき重要課題である。我々は加齢に伴う筋再生能力の低下が骨格筋内環境の悪化に起因することを明らかにしている。この環境因子を探索するため、老化及び若齢マウスの再生筋組織を用いて網羅的タンパク発現比較解析を行い、老化再生筋で発現低下し、環境悪化に寄与し得る因子を同定した。まず、この因子の欠損マウスに筋損傷を誘導し、回復の程度を野生型マウスと比較したところ、再生後期においても壊死線維や浸潤細胞が残存し、明らかな筋再生の遅延が認められた。このことから、この因子の筋再生における重要性が示唆された。次に、この因子の筋再生における役割を検討するため、筋再生過程における発現変動を詳細に調べた。若齢マウスの下肢骨格筋に筋損傷を誘導後、経時的にサンプリングを行い、タンパクの発現を調べた。非損傷時に比べ、再生初期では発現が10倍以上増加し、再生が収束するにつれて徐々に減少することが分かった。また、筋組織の免疫染色から免疫細胞等でこの因子が発現することが示された。今後、再生過程の発現変動における老化の影響を詳しく調べ、欠損マウスを用いて免疫細胞等におけるこの因子の機能を解析していく予定である。本研究から筋再生におけるこの因子の機能を明らかにすることにより、老化による筋再生能力低下機序の解明、さらにはその予防・治療法の開発へと発展が期待できる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
骨格筋は本来、再生能力の高い組織であるが、加齢に伴いその能力は低下する。我々は加齢に伴う筋再生能力の低下が骨格筋内環境の悪化に起因することを明らかにしており、老化及び若齢マウスの再生筋組織を用いた網羅的タンパク発現比較解析から、老化再生筋で発現低下し、環境悪化に寄与し得る因子として、Milk Fat Globule Epidermal Growth Factor 8 (MFG-E8) を同定している。まず、MFG-E8の筋再生における重要性を検討するため、MFG-E8ノックアウトマウスの前脛骨筋にcardiotoxinを投与し、筋損傷を誘導した。筋再生7日後と14日後にサンプリングを行い、筋再生の程度を野生型マウスと比較したところ、再生後期においても壊死線維や浸潤細胞が残存し、明らかな筋再生の遅延が認められた。このことから、MFG-E8の筋再生における重要性が示された。次に、MFG-E8の筋再生における役割を検討するため、筋再生過程における発現変動を詳細に調べた。若齢マウス（2-3ヶ月齢）の前脛骨筋に筋損傷を誘導後、経時的にサンプリングを行い、タンパクの発現を調べた。intact筋に比べ、再生初期ではその発現が10倍以上増加し、再生が収束するにつれて徐々に減少することが分かった。また、筋組織の免疫染色から免疫細胞等でMFG-E8が発現していることが示された。今後、発現変動における老化の影響を詳細に調べ、ノックアウトマウスを用いて、免疫細胞等におけるMFG-E8の機能を明らかにしていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度の計画
1) 筋再生過程におけるMFG-E8発現の老化による影響の解析：老化マウスの下肢骨格筋に筋損傷を誘導後、経時的にサンプリングし、WesによりMFG-E8の発現変動における老化の影響を調べる。2) MFG-E8発現細胞の特定：若齢マウスの再生筋をコラゲナーゼ処理し、単核細胞を取り出す。各種細胞を認識する抗体で染色し、セルソーターを用いて分取する。分取した細胞からRNAを抽出し、real-time PCRによりMFG-E8 mRNA量を比較することにより発現細胞を特定する。老化マウスでも同様のことを行い、細胞レベルで発現減少を確認する。3) MFG-E8 KO、老化、野生型マウス間で再生筋由来各種細胞の能力を比較することによりMFG-E8の機能を解明する：MFG-E8の発現が最も増大する筋再生time pointにおいて、それぞれのマウスから各種細胞を分取し、細胞数への影響を明らかにする。分取した各種細胞を培養し、増殖能や分化能を比較する。
2021年度の計画
1) MFG-E8 KOおよび老化マウスの再生筋由来細胞にMFG-E8を添加することにより機能改善が見られるか検証する (in vitro)：MFG-E8の減少で影響を受ける細胞を KO及び老化マウスの再生筋から単離する。培養中にMFG-E8を添加し、その能力が改善されるか否か検証する。2) 老化およびMFG-E8 KOマウスにMFG-E8を補充することにより筋再生能力が改善されるか否か検証する (in vivo)：MFG-E8を充填した浸透圧ポンプを筋損傷を誘導した老化マウスとMFG-E8 KOマウスに移植し、持続投与する。切片のヘマトキシリン・エオジン染色や抗ミオシン重鎖抗体及び抗マウスIgG抗体等を用いた免疫染色により、MFG-E8の投与が筋再生能力の改善に有効であるか否かを明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度に遺伝子発現解析のためのプライマー購入費用として使用を予定していたが、解析が次年度にかかり、使用額が生じた。次年度にプライマー購入費用として使用予定である。
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