| 研究課題/領域番号 |
20H04079
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
古市 泰郎 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 助教 (40733035)
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| 研究分担者 |
眞鍋 康子 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 准教授 (60467412)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 骨格筋 / 筋幹細胞 / RNA結合タンパク / 筋再生 |
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| 研究実績の概要 |
骨格筋の萎縮は生活の質の低下に直結するため、その機序を解明して予防法を確立することが求められている。申請者はこれまで、筋萎縮を引き起こす新規因子を探索してきた結果、「Musashi2（Msi2）」を発見した。Msi2は神経前駆細胞において、特定のmRNAに結合してその発現量を調節し、細胞が分化するか否かを決める運命決定因子として発見されたが、骨格筋での働きは不明であった。申請者はこれまで、Msi2タンパク質は骨格筋線維および、筋の再生と肥大を担う骨格筋の体性幹細胞（筋幹細胞）に発現することを明らかにした。また、筋幹細胞におけるMsi2の発現量は筋分化が開始して、筋芽細胞および筋管細胞に成るにつれて増加することを見出した。また、生体では筋損傷後の再生時にMsi2の発現量は一過的に増加し、筋再生が終了した段階に元のレベルまで低下した。したがって、Msi2は筋再生に何らかの働きを示すことが示唆された。そこで、Msi2を欠損したマウス（Msi2 KOマウス）を用いて、骨格筋におけるMsi2の機能を解析した。Msi2 KOマウスの骨格筋は野生型マウスに比べて筋が萎縮しているだけでなく、筋再生のマーカーおよび筋サイズが低下しており筋再生に障害が現れた。また、マウス骨格筋から筋幹細胞を初代培養してMsi2の筋発生における役割をin vitroで検討したところ、筋幹細胞の自己複製能力および筋芽細胞細胞の増殖力がMsi2の欠損で低下していた。Msi2が筋再生および筋量を維持する機序について分子生物学的、細胞生物学的な解析を進行している。
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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
2020年度は、まず損傷再生過程におけるMsi2の発現パターンを解析した。Msi2の発現は筋再生1週間後まで増大し、筋再生終了時には再び元のレベルに低下した。組織学的にMsi2の発現が増加した細胞を解析したところ、未分化細胞よりも活性化して筋分化を開始した筋芽細胞および筋管細胞でその発現が増加していることが分かった。再生時の筋サイズおよび筋再生マーカーはMsi2欠損マウスで低下しており、Msi2は筋再生に必要であることが示唆された。一方、Msi2の筋発生における役割を検討するために、マウス骨格筋から筋幹細胞を初代培養し、in vitroにおける解析を実施した。筋幹細胞の自己複製能力および筋芽細胞細胞の増殖力は、野生型マウスに比べてMsi2 KOマウス由来の細胞で低下することが認められた。以上のように、Msi2が骨格筋幹細胞の筋分化機構における役割が着実に明らかとなり、その詳細な分子機序を解析するための実験条件が確立した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度以降は、Msi2が筋幹細胞の運命を制御するその分子機序を明らかにする。正常マウスとMsi2 KOマウスから筋幹細胞を初代培養し、筋芽細胞と筋管細胞を得る。網羅的な遺伝子発現解析を行い、Msi2が制御する遺伝子群およびシグナル伝達経路を同定する。また、Msi2の発現ベクターを作製し、生体骨格筋および培養細胞にMsi2の遺伝子導入を行う。Msi2を過剰発現させた際の影響を解析し、Msi2の役割を解析する。
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