筋形成における亜鉛シグナルの役割解明: -筋関連疾患の再生医療と創薬を目指して-

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22KJ3069
• 配分区分: 基金
• 研究機関: 徳島文理大学
• 研究代表者: 吉開 会美 徳島文理大学, 薬学部, 特別研究員(RPD)
• 研究期間 (年度): 2023-03-08 – 2024-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 筋形成 / 筋サテライト細胞 / 微量元素 / 亜鉛 / 亜鉛トランスポーター

研究実績の概要

本研究は、骨格筋における亜鉛シグナルの役割と筋疾患との関連の解明を目指し、骨格筋の恒常性における亜鉛シグナルの意義を究明するものである。
これまでに、亜鉛トランスポーターZIP13が筋分化に必要であり、ZIP13の機能不全は筋萎縮を伴う疾患を引き起こすことを見出している。骨格筋は、生体の運動機能を担う主要な組織として健康寿命に関わるが、筋形成や筋再生の分子メカニズムにおけるZIP13の役割は明らかになっていない。
本年度は、筋形成および筋再生の中心的な役割を担う筋サテライト細胞に着目し、独自に開発したZip13-GFP-ノックイン(KI)マウスと、Zip13-遺伝子欠損(KO)マウスを用いて、ZIP13が制御する筋サテライト細胞の骨格筋形成や再生に関わるメカニズムを解析した。
筋サテライト細胞は骨格筋の筋繊維に付随する未分化なPax7陽性細胞として存在し、筋損傷などの刺激を受けると、筋分化関連遺伝子が活性化させ、筋繊維へと分化する。前年度において、筋サテライト細胞におけるGFPの発現を解析したことから、さらに筋サテライト細胞の休止期及び活性期に着目して、ZIP13の発現様式をFACSにより解析した。興味深いことに、GFPの発現は、活性期の筋サテライト細胞で高いことが確認された。さらに、GFPホモノックインマウスを同様に解析したところ、GFPの発現は野生型マウスと同程度まで低下していることが確認された。従って、筋サテライト細胞におけるZIP13の亜鉛シグナルが、ZIP13自体の発現制御に関係していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Possible involvement of zinc transporter ZIP13 in myogenic differentiation (2024)
  • 著者名/発表者名: Shoji Masaki, Ohashi Takuto, Nagase Saki, Yuri Haato, Ichihashi Kenta, Takagishi Teruhisa, Nagata Yuji, Nomura Yuki, Fukunaka Ayako, Kenjou Sae, Miyake Hatsuna, Hara Takafumi, Yoshigai Emi, Fujitani Yoshio, Sakurai Hidetoshi, dos Santos HG, Fukada Toshiyuki, Kuzuhara Takashi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 14 ページ: 8052
  • DOI: 10.1038/s41598-024-56912-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Zinc in Cardiovascular Functions and Diseases: Epidemiology and Molecular Mechanisms for Therapeutic Development (2023)
  • 著者名/発表者名: Hara Takafumi, Yoshigai Emi, Ohashi Takuto, Fukada Toshiyuki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 ページ: 7152～7152
  • DOI: 10.3390/ijms24087152
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 金属トランスポーターZIP14を介する亜鉛シグナルに関する研究 (2024)
  • 著者名/発表者名: 中山雄太、原貴史、野口綾香、中井靖乃、吉開会美、大橋拓人、Mitchell D. Knutson、深田俊幸
  • 学会等名: 第144回日本薬学会年会(横浜)
• [学会発表] 筋サテライト細胞に発現する亜鉛トランスポーターZIP13の意義に関する研究 (2024)
  • 著者名/発表者名: 橋本匡生、吉開会美、都築秀尚、大橋拓人、原貴史、深田俊幸
  • 学会等名: 第144回日本薬学会年会(横浜)
• [学会発表] 亜鉛トランスポーターZIP13のゴルジ体ストレス応答制御における役割 (2024)
  • 著者名/発表者名: 外山莉聖、原貴史、東志織、吉開会美、大橋拓人、深田俊幸
  • 学会等名: 第144回日本薬学会年会(横浜) 口頭発表
• [学会発表] 骨格筋分化における亜鉛輸送体ZIP13の関与の可能性: 脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症 候群患者のiPS細胞を用いた検討 (2024)
  • 著者名/発表者名: 長瀬早咲、庄司正樹、由利優心、大橋拓人、原貴史、吉開会美、福中彩子、藤谷与士夫、櫻井英俊、HGD Santos、深田俊幸、葛原隆
  • 学会等名: 第144回日本薬学会年会(横浜)
• [図書] 薬局、The Journal of Practical Pharmacy. (2024)
  • 著者名/発表者名: 原貴史、吉開会美、深田俊幸
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 南山堂
  • ISBN: 978-4-525-94002-7