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2012 年度 実績報告書

筋肥大・再生に伴う運動神経ネットワーク再構築の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 22380145
研究機関九州大学

研究代表者

辰巳 隆一  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40250493)

研究分担者 水野谷 航  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (20404056)
古瀬 充宏  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30209176)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード畜産学 / 食肉 / 骨格筋 / 筋幹細胞 / 運動神経 / 神経軸索成長ガイダンス因子 / Sema3A / 細胞増殖因子
研究概要

筋肥大・再生の基盤である「運動神経ネットワーク(神経末端の再生・新生筋線維への接着)の再構築を支配する分子機構」を明らかにすることを目的とした。これまでの研究により、筋が損傷すると、Day 4-12(分化期)の筋幹細胞(衛星細胞)が神経軸索ガイダンス因子semaphorin 3A (Sema3A) を合成・分泌することを見出し、「衛星細胞が運動神経ネットワーク再生を能動的に制御している」という先駆的な細胞間コミュニケーションモデルを提起した(Tatsumi et al. 2009)。本年度ではこれを発展させるため、Sema3A発現を制御する分子基盤を追究した。その結果、1)種々の細胞増殖因子のうち、肝細胞増殖因子(HGF)および線維芽細胞増殖因子2(FGF2)に強い発現誘導効果が認められ、100-300 pMでその効果が最大となる顕著な濃度依存性を示した。2)また、トランスフォーミング増殖因子(TGF)-β3には強い抑制効果が認められ、8 pM で最大の効果を発揮した。HGF, FGF2にTGF-β3を共添加するとSema3A発現が完全にキャンセルされたことから、TGF-β3がSema3A発現の強力な抑制因子として機能していることが示唆された。3)損傷・再生筋から経時的に回収した細胞外液をwestern blottingに供試したところ、HGFとFGF2は再生初期(Day 4-8)に、TGF-β3は再生中期(Day 12-14)に濃度が上昇することがわかった。4)さらには、Day 3-5に浸潤してくる抗炎症性マクロファージ(M2)がHGFを産生することから、これが上記のHGF濃度上昇を担っていると考えられた。以上の結果から、誘導因子と抑制因子の濃度が上昇する時間差によってSema3Aの発現が巧みに制御されているという「増殖因子濃度依存的な時系列制御機構」が予想された。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparative Analysis of Semaphorin 3A in Soleus and EDL Muscle Satellite Cells In Vitro toward Understanding Its Role in Modulating Myogenin Expression2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Biochemistry and Cell Biology

      巻: 45 ページ: 476-482

    • DOI

      10.1016/j.biocel.2012.10.003.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Satellite Cells Produce Neural Chemorepellent Semaphorin 3A upon Muscle Injury2013

    • 著者名/発表者名
      Sato et al.
    • 雑誌名

      Animal Science Journal

      巻: 84 ページ: 185-189

    • DOI

      10.1111/asj.12014.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衛星細胞による運動神経支配の再構築制御仮説2013

    • 著者名/発表者名
      辰巳隆一
    • 雑誌名

      生体の科学 (金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院)

      巻: 64 ページ: 122-131

  • [雑誌論文] Time-Coordinated Prevalence of Extracellular HGF, FGF2 and TGF-β3 in Crush-Injured Skeletal Muscle2012

    • 著者名/発表者名
      Do et al.
    • 雑誌名

      Animal Science Journal

      巻: 83 ページ: 712-717

    • DOI

      10.1111/j.1740-0929.2012.01057.x.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium Influx through a Possible Coupling of Cation-Channels Impacts Skeletal Muscle Satellite Cell Activation in Response to Mechanical Stretch2012

    • 著者名/発表者名
      Hara et al.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      巻: 302 ページ: C1741-C1750

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00068.2012.

    • 査読あり
  • [学会発表] 筋幹細胞による筋肥大・再生制御のクロストークダイナミクス(仮題)2013

    • 著者名/発表者名
      辰巳隆一
    • 学会等名
      平成25年度日本栄養・食糧学会北海道支部会シンポジウム「組織の機能を支える細胞間クロストーク」
    • 発表場所
      北海道大学大学院農学研究院, 北海道札幌市
    • 年月日
      20131026-20131026
    • 招待講演
  • [学会発表] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わる遺伝子発現を上昇させる2013

    • 著者名/発表者名
      小宮佑介ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] リンゴポリフェノールが培養筋管の筋線維タイプに及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      赤星眞理子ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] 筋線維の核内受容体PPARδを活性化する新規食品成分検索2013

    • 著者名/発表者名
      石井もも子ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] 活性化マクロファージは筋芽細胞の遊走性の調節に関与する2013

    • 著者名/発表者名
      坂口昇平ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] 筋肉細胞分化時における筋幹細胞マーカーPax7とセマフォリン3Aの機能解明2013

    • 著者名/発表者名
      中村真子ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] 筋幹細胞による筋線維型の自律制御機構2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴弘ら
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会(優秀発表賞応募演題)
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] Syndecan-3 may implicate in regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cells2013

    • 著者名/発表者名
      ド・マイコイ・水野谷航・中村真子・辰巳隆一・池内義秀
    • 学会等名
      第116回日本畜産学会大会
    • 発表場所
      安田女子大学、広島市
    • 年月日
      20130327-0330
  • [学会発表] マウス骨格筋線維を用いた筋内脂肪量評価系の構築2012

    • 著者名/発表者名
      澤野祥子ら
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] 筋幹細胞による筋再生制御ダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      辰巳隆一
    • 学会等名
      第245回川崎医学会講演会
    • 発表場所
      川崎医科大学図書館小講堂, 倉敷市
    • 年月日
      20121212-20121212
    • 招待講演
  • [学会発表] ペアードボックス転写因子Pax7とセマフォリン3Aによる筋肉細胞分化制御機構の解明2012

    • 著者名/発表者名
      中村真子ら
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 筋幹細胞のプログラムド・メカノバイオロジー2012

    • 著者名/発表者名
      辰巳隆一
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会ワークショップ「骨格筋幹細胞研究の最前線」
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
    • 年月日
      20121211-1214
  • [学会発表] 脂肪酸が骨格筋線維タイプに及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      水野谷航ら
    • 学会等名
      精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議
    • 発表場所
      JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
    • 年月日
      20121205-20121206
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経軸索成長ガイダンス因子semaphorin 3Aによる筋線維型の制御2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴弘ら
    • 学会等名
      精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議
    • 発表場所
      JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
    • 年月日
      20121205-20121206
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechano-Sensing Calcium-Influx Machinery that Instigates Skeletal Muscle Satellite Cell Activation2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi et al.
    • 学会等名
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • 発表場所
      Barga, Lucca, Italy
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] Semaphorin 3A regulates the early differentiation of satellite cells2012

    • 著者名/発表者名
      Suzuki et al.
    • 学会等名
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • 発表場所
      Barga, Lucca, Italy
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] Heparan/chondroitin sulfate chains may mediate HGF/FGF2-induced up-regulation of neural chemorepellent Sema3A in satellite cell cultures2012

    • 著者名/発表者名
      Do et al.
    • 学会等名
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
    • 発表場所
      Barga, Lucca, Italy
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] Change of skeletal muscle fiber types by n-3 poly unsaturated fatty acid2012

    • 著者名/発表者名
      Komiya et al.
    • 学会等名
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells
    • 発表場所
      Barga, Lucca, Italy
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] APOBEC2 deficiency causes increased autophagy and abnormal mitochondria in skeletal muscle2012

    • 著者名/発表者名
      Sato et al.
    • 学会等名
      2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells
    • 発表場所
      Barga, Lucca, Italy
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] 筋幹細胞・運動神経軸索・活性化マクロファージのクロストーク2012

    • 著者名/発表者名
      辰巳隆一
    • 学会等名
      北大食肉科学セミナー「骨格筋における異種細胞間コミュニケーションに関する研究展開」
    • 発表場所
      北海道大学大学院農学研究院, 北海道札幌市
    • 年月日
      2012-05-11
  • [備考] 九州大学大学院農学研究院 資源生物科学部門 動物・海洋生物資源学講座 畜産化学分野のHP

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/muscle_and_meat/

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公開日: 2014-07-24  

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