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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22380145
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 畜産学・草地学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 辰巳 隆一 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (40250493)
• 研究分担者: 古瀬 充宏 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (30209176) ; 水野谷 航 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教 (20404056)
• 研究協力者: RONALD E Allen 米国アリゾナ大学, 教授 ; JUDY E Anderson 加国マニトバ大学, 理学部, 教授
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 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 / 肝細胞増殖因子(HGF) / 塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF2) / トランスフォーミング増殖因子(TGF)-β

研究概要

骨格筋の肥大・再生の際、運動神経ネットワーク(神経末端の筋細胞への接着および神経軸索の空間配置)の再構築が重要な基盤となる。これまでに、筋幹細胞が神経軸索成長ガイダンス因子 Sema3A を合成・分泌することを見出し、「筋細胞側から運動神経網を能動的に制御する」という斬新なアイデアを提起した。本研究では、細胞増殖因子による時系列的なSema3A発現制御機構の分子基盤を解明した。成果は筋肥大・再生を促進する食肉生産技術の開発に資する他、医療・スポーツ分野などにも貢献が期待される

研究成果

• [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 生体の科学 (金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院) (2013)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 雑誌名: 特集「特殊な幹細胞としての骨格筋サテライト細胞」 巻: 第64巻 2号 ページ: 122-131
  • URL: http://www.igaku-shoin.co.jp/journalPortal.do?journalPortalId=425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Satellite cells produce neural chemorepellent semaphorin 3A upon muscle injury (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Do, M.-K. Q.,Suzuki, T., Ohtsubo, H., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E.and Tatsumi, R
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84 ページ: 185-189
  • DOI: DOI:10.1111/asj.12014
  • 査読あり
• [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 expression (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Do, M.-K. Q., Sato, U., Ojima, K., Hara, M., Mizunoya, W., Nakamura, M., Furuse, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E.and Tatsumi, R
  • 雑誌名: International Journal of Biochemistry and Cell Biology 巻: 45 ページ: 476-482
  • DOI: DOI:10.1016/j.biocel.2012.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-coordinated prevalence of extracellular HGF, FGF2 and TGF-β3 in crush-injured skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Do, M.-K. Q., Suzuki, T., Gerelt, B., Sato, Y., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Tatsumi, R
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 83 ページ: 712-717
  • DOI: DOI:10.1111/j.1740-0929.2012.01057
  • 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 stretch (2012)
  • 著者名/発表者名: Hara, M., Tabata, K., Suzuki, T., Do, M.-K. Q., Mizunoya, W., Nakamura, M., Nishimura., S., Tabata, S., Ikeuchi, Y., Sunagawa, K., Anderson, J. E., Allen, R. E., and Tatsumi, R.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 巻: 302 ページ: C1741-C1750
  • DOI: DOI:10.1152/ajpcell.00068.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth factor regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cell cultures (2011)
  • 著者名/発表者名: Do, M.-K. Q., Sato, Y., Shimizu, N., Suzuki, T., Shono, J.-I., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Tatsumi, R
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 巻: 301 ページ: C1270-C1279
  • DOI: DOI:10.1152/ajpcell.00257.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitromeasurement of postnatal changes in proliferating satellite cell frequency during rat muscle growth (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Takaishi, H., Sakata, T., Do, M. Q., Hara, M., Sato, A., Mizunoya, W., Nishimura, T, Hattori, A., Ikeuchi, Y., and Tatsumi, R
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 81 ページ: 245-251
  • DOI: DOI:10.1111/j.1740-0929.2009.00734.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechano-biology of skeletal muscle hypertrophy and regeneration: possible mechanism of stretch-induced activation of resident myogenic stem cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 81 ページ: 11-20
  • DOI: DOI:10.1111/j.1740-0929.2009.00712.x
  • 査読あり
• [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・尾嶋孝一・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: 20130927-0330
• [学会発表] Syndecan-3 may implicate in regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cells (2013)
  • 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] 肥大・再生における筋幹細胞・運動神経末端・マクロファージ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: 2013-10-26
• [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] Heparan/chondroitin sulfate chains may mediate HGF/FGF2-induced up-regulation of neural chemorepellent Sema3A in satellite cell cultures (2012)
  • 著者名/発表者名: Do, M.Q., Shimizu, N., Suzuki, T., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J.E.,and Tatsumi, R
  • 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: 20120812-0817
• [学会発表] differentiation of satellite cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ojima, K., Do, M.Q., Hara, M., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J.E., and Tatsumi, R
  • 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: 20120812-0817
• [学会発表] Mechano-sensing calcium-influx machinery that instigates skeletal muscle satellite cell activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R., Hara, M., Tabata, K., Suzuki, T., Do, M.-K. Q., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Allen, R. E
  • 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: 20120812-0817
• [学会発表] Studies on signaling receptors responsible for growth factor- regulated Sema3A expression in satellite cells (2012)
  • 著者名/発表者名: ド・マイコイ・清水直美・鈴木貴弘・水野谷航・中村真子・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第115回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 20120327-0330
• [学会発表] semaphorin 3Aは筋幹細胞の初期分化を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘・尾嶋孝一・佐藤祐介・中村真子・水野谷航・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第115回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 20120327-0330
• [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: 2012-12-12
• [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
• [学会発表] 筋肥大・再生における筋幹細胞・運動神経末端・マクロファージのコミュニケーションに関する研究展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 学会等名: 農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所セミナー
  • 発表場所: 畜産草地研究所, 茨城県つくば市
  • 年月日: 2012-03-01
• [学会発表] 筋再生の過程で筋組織幹細胞(衛星細胞)は運動神経末端の再接着制御に関与しているかもしれない:分化期の衛星細胞は神経軸索ガイダンス因子Sema3Aを合成・分泌する (2011)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一・Mai-Khoi Q. DO・佐藤祐介・三小田よりこ・清水直美・鈴木貴弘・水野谷航・中村まこ・池内義秀・Judy E. ANDERSON・Ronald E. ALLEN
  • 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: 20111201-1202
• [学会発表] 筋幹細胞による運動神経末端の再接着制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一
  • 学会等名: 第26回日本整形外科学会基礎学術集会パネルディスカッション「骨格筋の変性と再生」
  • 発表場所: ベイシア文化ホール(群馬県民会館)および前橋商工会議所, 群馬県前橋市
  • 年月日: 20111020-1121
• [学会発表] TGF-β2,3は衛星細胞のSema3A発現調節に関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: ド・マイコイ・清水直美・佐藤祐介・水野谷航・中村真子・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第114回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 北里大学獣医学部十和田キャンパス
  • 年月日: 20110826-0827
• [学会発表] 筋幹細胞が分泌するsemaphorin 3Aの生理機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘・尾嶋孝一・佐藤祐介・水野谷航・中村真子・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第114回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 北里大学獣医学部十和田キャンパス
  • 年月日: 20110826-0827
• [学会発表] 筋細胞におけるsemaphorin3Aの機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘・佐藤祐介・原美菜子・水野谷航・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第113回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 東京農業大学厚木キャンパス
  • 年月日: 20110327-0330
• [学会発表] TGF-β2とβ3は衛星細胞のSema3A発現を抑制する (2011)
  • 著者名/発表者名: ド・マイコイ・佐藤祐介・清水直美・水野谷航・辰巳隆一・池内義秀
  • 学会等名: 第113回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 東京農業大学厚木キャンパス
  • 年月日: 20110327-0330
• [学会発表] 筋肥大・再生における衛星細胞の役割:衛星細胞はmyogenesisとmoto-neurito- genesisに関与する (2011)
  • 著者名/発表者名: 辰巳隆一・水野谷航
  • 学会等名: 花王(株)生物科学研究所講演会
  • 発表場所: 栃木県芳賀郡 市貝町赤羽
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Mechano-biology of resident myogenic stem cells: implication in postnatal myogenesis and intramuscular motoneuritogenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R.,Mizunoya, W., Ikeuchi, Y., Hattori, A., Anderson, J. E., and Allen, R. E
  • 学会等名: Animal Science Congress 2010 of the Asian-Australian Association of Animal Production Societies (AAAP)
  • 発表場所: National Pingtung University of Science and Technology (NPUST), Pingtung, Taiwan
  • 年月日: 20100823-0827
• [学会発表] Possible implication of satellite cells in regenerative motoneuritogenesis: HGF and FGF2 upregulate neural chemorepellent Sema3A expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R.,Do, M.-K. Q., Shimizu, N., Sankoda, Y., Anderson, J. E., Sato, Y., Suzuki, T., Mizunoya, W., Ikeuchi, Y., and Allen, R. E.
  • 学会等名: the 6thWorld Congress on Biomechanics (WCB) 2010, in conjunction with the 14thInternational Conference on Biomedical Engineering (ICBME) 2010 and the 5thAsian Pacific Conference on Biomechanics (APBiomech) 2010
  • 発表場所: Suntec Convention and Exhibition Center, Singapore
  • 年月日: 20100801-0806
• [学会発表] Mechano-biology on stretch-induced activation of resident myogenic stem cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi, R.,Anderson, J. E., and Allen, R. E
  • 学会等名: the 6thWorld Congress on Biomechanics (WCB) 2010, in conjunction with the 14thInternational Conference on Biomedical Engineering (ICBME) 2010 and the 5thAsian Pacific Conference on Biomechanics (APBiomech) 2010
  • 発表場所: Suntec Convention and Exhibition Center, Singapore
  • 年月日: 20100801-0806
• [学会発表] Possible implication of satellite cells in regenerative motoneuritogenesis: temporal coordination of HGF/FGF-2/TGF-beta may regulate neural chemorepellent Sema3A expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Do, M.-K. Q., Shimizu, N., Sato, Y., Suzuki, T., Tatsumi, R.,Mizunoya, W., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Allen, R. E
  • 学会等名: 2010 FASEB Summer Research Conference on "Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells"
  • 発表場所: Carefree, AZ, US
  • 年月日: 20100718-0723
• [学会発表] 筋肥大・再生における衛星細胞の役割 (2010)
  • 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「筋細胞の謎:筋(筋原線維)形成・再生・肥大の謎を解き明かす」
  • 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: 2010-12-02
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K000315/research.html
• [備考]
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/muscle_and_meat/