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2022 年度 実施状況報告書

Calpain3変異による肢帯型筋ジストロフィーの発症メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K07014
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

久恒 智博  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主席研究員 (10321803)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード骨格筋 / 筋ジストロフィー
研究実績の概要

肢帯型筋ジストロフィーR1 (limb-girdle muscular dystrophy R1: LGMDR1)は、カルシウム依存性プロテアーゼのCalpain3を原因遺伝子とする進行性の筋ジストロフィーである。現在までに治療法は確立しておらず、LGMDR1の治療法の確立のためにもLGMDR1発症機序の解明は重要と考えられる。
近年Calpain3を欠損したマウス(CAPN3KO)で筋小胞体のカルシウム貯蔵量が減少することが報告された。さらに、筋小胞体のカルシウム貯蔵量の減少がCalpain3の活性中心変異体のノックインマウス(C129S-KI)ではみられないことが明らかになった。このことから、Calpain3は酵素活性に依存しないメカニズムにより、筋小胞体カルシウム貯蔵量を制御することが考えられる。小胞体カルシウム貯蔵量の減少は細胞にとってストレスであるため、筋ジストロフィー発症機構に深い関わりがあると予想し、本研究ではCalpain3が筋小胞体カルシウム貯蔵量を制御する機構を明らかにすることを目指した。
まず、本年度はCalpain3-WT, KO, KIマウス骨格筋より筋幹細胞を酵素処理法により取得し、in vitroで筋細胞に分化させ、筋細胞内のカルシウム動態を蛍光カルシウム指示薬により測定した。刺激はカルシウムポンプ阻害剤により行った。また、様々なCalpain3変異体を発現するプラスミドを構築し、HEK293細胞やCOS細胞、培養筋細胞においてその発現を確認した。

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

これまでにWTとKOマウスの筋細胞に細胞内カルシウム動態の大きな違いが見い出せていない。培養条件や刺激条件などの検討が必要と考えられる。

今後の研究の推進方策

LGMDR1は発症後徐々に進行することが知られている。このためCalpain3欠損型マウスに見られるカルシウム動態の異常をin vitroで検出するには、より長期の培養期間を必要とする可能性が考えられる。長期間の培養法の確立を目指す一方、成体のマウスより骨格筋線維を調製して、そのカルシウム動態を調べる方法も試すことを考えている。

次年度使用額が生じた理由

今年度はカルシウム動態の実験が思うように進まなかったため、消耗品の購入が少なくなった。次年度にカルパイン3KOマウスとWTマウスのRNAseqを外注する費用に充てる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 肢体型筋ジストロフィーR1/2Aと治療薬開発について2023

    • 著者名/発表者名
      久恒智博 小野弥子
    • 雑誌名

      難病と在宅ケア

      巻: vol.28 no10 ページ: 14-18

  • [学会発表] TSC inactivation increases neuronal network activity by enhancing Ca2+ influx via L-type Ca2+ channels2022

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Hisatsune, Tadayuki Shimada, Akitoshi Miyamoto, Amy Lee, Kanato Yamagata
    • 学会等名
      第45回 日本神経科学学会 Neuro 2022
  • [備考] 東京都医学総合研究所 基礎医科学研究分野 カルパインによる生体機能維持の分子機構プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/calpain/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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