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2022 年度 実施状況報告書

骨格筋幹細胞の移植効率の向上を目指した筋組織内微小環境の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K23283
研究機関筑波大学

研究代表者

藤田 諒  筑波大学, 医学医療系, 助教 (60770435)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2024-03-31
キーワード骨格筋幹細胞 / 骨格筋 / 幹細胞移植 / 筋ジストロフィー / 微小環境 / サルコペニア
研究実績の概要

骨格筋の可塑性を制御する骨格筋幹細胞は生体内で唯一骨格筋線維を再生できる幹細胞であることからサルコペニアや筋ジストロフィーなどの筋疾患への細胞治療が高く期待されている。しかし移植効率の低さから治療効果は現在までのところ得られていない。これまでの多くの研究が骨格筋幹細胞自体の性質に着眼したものが多い中、本研究は幹細胞移植をされるレシピエント側の移植環境に着目し、どのような移植環境が幹細胞の生着に重要かを解き明かすことを目的とする。これまでに骨格筋幹細胞の休止期で強く発現する因子の探索を進め、その中で骨格筋幹細胞とニッシェをつなぐ分子となり得る候補分子Gpr116を同定した。骨格筋幹細胞特異的にGpr116を欠損すると、休止期からの逸脱と自己複製能の低下が引き起こされ、また加齢に伴い骨格筋幹細胞が徐々に低下することが明らかとなった。また、Gpr116の下流分子として、b-arrestin1を同定した。b-arrestin1を欠損すると、同様に骨格筋幹細胞の自己複製が低下することが証明された。Gpr116-b-arrestin経路が骨格筋幹細胞の休止期維持を担うことが証明され、この成果を論文化することができた。さらに、この結果を受け、骨格筋幹細胞の休止期や活性化状態をモニタリングする遺伝子改変マウスの作成を行った。この遺伝子改変マウスツールは骨格筋幹細胞移植に伴い、どのような骨格筋幹細胞の状態が生着効率を左右するのかなどを明らかにするための有用なツールになる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

採択年度から新型コロナウイルスの蔓延により大幅な遅れが生じたため全体として研究が遅れている。

今後の研究の推進方策

新しく開発した骨格筋幹細胞の活性化状態をモニタリングできるマウスを有効的に利用し、骨格筋幹細胞のどのような状態が幹細胞移植の効率を最も高めるのか、また移植後に細胞状態がどのように変化していくのかを詳細に解析する。

次年度使用額が生じた理由

採用年度から新型コロナウイルスが蔓延したため、研究の進捗が大幅に遅れた。そのため、予定していた実験及び論文の掲載が遅れたため、消耗品及び論文の掲載費用に係る金額に使用できず次年度使用額が生じた。新しく作製した遺伝子改変マウスが安定的に供給され実験環境が整ったため、本年度で同定した分子をターゲットにし、骨格筋幹細胞の培養系において薬剤スクリーニングを行う予定である。そのため主に次年度は骨格筋幹細胞の単離、培養に関わる消耗品及び薬剤の購入を計画している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct Reprogramming Improves Cardiac Function and Reverses Fibrosis in Chronic Myocardial Infarction2023

    • 著者名/発表者名
      Tani Hidenori、Sadahiro Taketaro、Yamada Yu、Isomi Mari、Yamakawa Hiroyuki、Fujita Ryo、Abe Yuto、Akiyama Tatsuya、Nakano Koji、Kuze Yuta、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Fujisawa Manabu、Sakata-Yanagimoto Mamiko、Chiba Shigeru、Fukuda Keiichi、Ieda Masaki
    • 雑誌名

      Circulation

      巻: 147 ページ: 223~238

    • DOI

      10.1161/CIRCULATIONAHA.121.058655

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High Throughput Screening of Mitochondrial Bioenergetics in Myoblasts and Differentiated Myotubes2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda Kohei、Takemasa Tohru、Fujita Ryo
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2640 ページ: 89~98

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-3036-5_7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The adhesion G-protein-coupled receptor Gpr116 is essential to maintain the skeletal muscle stem cell pool2022

    • 著者名/発表者名
      Senechal Charlotte、Fujita Ryo、Jamet Solene、Maiga Arhamatoulaye、Dort Junio、Orfi Zakaria、Dumont Nicolas A.、Bouvier Michel、Crist Colin
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 41 ページ: 111645~111645

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111645

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 骨格筋幹細胞と微小環境をつなぐ接着型Gタンパク質共役型受容体の役割2022

    • 著者名/発表者名
      藤田諒
    • 学会等名
      第8回日本筋学会学術集会
  • [学会発表] 接着型Gタンパク質共役型受容体による骨格筋幹細胞維持メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      藤田諒
    • 学会等名
      第8回 Matricell フォーラム
  • [備考] 筋肉の幹細胞が眠る仕組みを解明-筋疾患治療法の開発に貢献-

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20221117140000.html

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公開日: 2023-12-25  

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