| 研究課題/領域番号 |
22H03464
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
稲田 全規 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80401454)
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| 研究分担者 |
平田 美智子 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40544060)
鈴木 克彦 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (80344597)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | プロスタグランジンD2 / プロスタグランジンD2代謝体 / 筋萎縮 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、プロスタグランジン (PG) D2の機能を解析し、廃用性筋萎縮の予防・治療法の開発につなげることである。本課題ではPGD2とその代謝体を用い、細胞から個体までの機能評価とそのmRNAを用いた階層別なRNA-seqによる網羅解析を相互に行い、廃用性筋萎縮の原因因子の同定を試みる。最終的には、モデル動物解析により、筋萎縮の原因因子の発現変動への影響を解析し、不動や不活動による廃用性筋萎縮の治療法開発につなげることである。今年度は以下の３項目について実験を実施した。PGD2による筋細胞増殖のin vitro 機能解析では、筋細胞培養系を用い、PGD2とその代謝体による筋細胞増殖への作用に焦点を当て、細胞周期やチェックポイント因子の解析をライブイメージング解析、リアルタイムPCR解析、ウェスタンブロット法を用いて発現解析を行った。PGD2による筋細胞分化のin vitro 機能解析では、PGD2とその代謝体による筋細胞の脱分化への作用に焦点を当て、ライブイメージング解析、リアルタイムPCR解析、ウェスタンブロット法、RNA-seqによるトランスクリプトーム解析を用いた筋細胞分化マーカーの発現解析を行った。尾部懸垂マウスのin vivo 機能解析では、対照マウスおよび尾部懸垂マウスの下腿筋より速筋優位の前脛骨筋および遅筋優位のヒラメ筋を単離して解析した。今年度の各実験項目の実施により、PGD2とその代謝体は筋細胞の増殖や分化に関わる筋形成系遺伝子や筋分解系遺伝子の発現に影響を与え、筋萎縮に関与することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度の計画であった、PGD2による筋細胞増殖のin vitro 機能解析、PGD2による筋細胞分化のin vitro 機能解析、尾部懸垂マウスのin vivo 機能解析は、当初計画を達成した。筋細胞培養系を用いた実験では、MTTアッセイやATPアッセイにより細胞増殖・生存活性を評価した。ライブイメージング解析では、細胞移動度、分裂活性を解析し、さらに、筋細胞分化・融合をリアルタイムで解析した。リアルタイムPCR、ウェスタンブロット解析では筋形成系因子や筋分解系因子、筋細胞の脱分化を解析するために筋前駆細胞のマーカーの発現解析を行った。尾部懸垂マウスのin vivo 機能解析では、筋組織を単離し、組織切片を作製し組織染色により筋線維断面積を測定した。また、免疫組織染色により筋線維型の変化を解析した。これらの結果より、PGD2とその代謝体は筋細胞の増殖や分化に関わる筋形成系遺伝子や筋分解系遺伝子の発現に影響を与えることが示唆された。次年度の計画である筋器官培養を用いたPGD2による筋細胞増殖作用の解析、筋器官培養を用いたPGD2による筋細胞分化作用の解析、尾部懸垂マウスを用いたRNA-seqデータの組織解析の検討において、PGD2とその代謝体の標的となる筋形成系遺伝子や筋分解系遺伝子候補の選定を完了した。これらの成果は次年度の令和５年度の本課題を円滑に進める必須な結果であり、今年度の研究進展は前倒しの課題実施を可能とする。これら理由により、当初の計画以上に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度の研究実施計画は、以下の３項目について実験を実施する。項目①筋器官培養を用いたPGD2による筋細胞増殖作用の解析では、マウスより速筋優位の前脛骨筋および遅筋優位のヒラメ筋を採取し、ex vivo 筋器官培養を行うことで、PGD2とその代謝体の細胞増殖作用を検討する。項目② 筋器官培養を用いたPGD2による筋細胞分化作用の解析では、ex vivo 筋器官培養を用いてPGD2とその代謝体処理後に経日的な筋組織の解析を行う。③ 尾部懸垂マウスを用いたRNA-seqデータの組織解析では、廃用性筋萎縮モデルを用い、速筋優位の前脛骨筋および遅筋優位のヒラメ筋の筋組織を単離し、これまでに得られたRNA-seq解析データをもとに、免疫染色、ウェスタンブロットなどの解析法を用いた多角的なPGD2が誘導する、筋萎縮原因因子の発現同定を試みる。以上、本研究計画あるいは研究を遂行する上での障壁はなく、順調な課題実施が可能である。
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