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2023 年度 実績報告書

廃用性筋萎縮におけるプロスタグランジンD2の役割解明と治療法開発

研究課題

研究課題/領域番号 22H03464
配分区分補助金
研究機関東京農工大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
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
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。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した。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、①と同様に、ex vivo 筋器官培養を行い、PGD2とその代謝体の筋細胞分化作用を検討した。③ RNA-seqデータの組織解析では、マウス廃用性筋萎縮モデルを用いた試験を行った。筋萎縮は下腿筋のマイクロCTによる3次元解析と湿重量測定、筋線維CSA測定により評価した。また、これまでに得られたRNA-seq解析データをもとに組織解析を実施した。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。

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、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、マウス廃用性筋萎縮モデルを用いたRNA-seqデータの組織解析は、当初の計画を達成した。ex vivo 筋器官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。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、筋細胞増殖阻害因子の解析を行った。マウス廃用性筋萎縮モデルを用いたRNA-seqデータの組織解析では、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。さらに、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を用いて組織解析を行った。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マウス廃用性筋萎縮モデルへのPGD2 合成酵素阻害薬の効果検証において、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6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。

今後の研究の推進方策

来年度の研究実施計画は、マウス廃用性筋萎縮モデルへのPGD2 合成酵素阻害薬の効果検証について検討する。前年度までに得られた廃用性筋萎縮におけるPGD2とその代謝体の機能解析結果をもとに、最上流であるPGD2とその代謝体すべての合成を阻害するPGD2合成阻害薬を尾部懸垂マウスに投与し筋萎縮の抑制効果を判定する。PGD2合成酵素阻害薬で筋萎縮の改善効果が認められ、かつ、RNA-seqで解析した、PGD2誘導性の廃用性筋萎縮の原因因子の発現が阻害薬投与で抑制されるか、否かを検討する。これら実験データを損傷による不動や不活動に伴う廃用性筋萎縮やサルコペニアの治療につながる分子標的として活用し、治療法開発や予防因子の開発につなげたい。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。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The stiffness and collagen control differentiation of osteoclasts with an altered expression of c-Src in podosome.2024

    • 著者名/発表者名
      Urano K, Tanaka Y, Tominari T, Takatoya M, Arai D, Miyata S, Matsumoto C, Miyaura C, Numabe Y, Itoh Y, Hirata M, Inada M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 704 ページ: 149636

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149636.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of remote combine exercise-music training on physical and cognitive performance in patients with Alzheimer’s disease: a randomized controlled trial2024

    • 著者名/発表者名
      Ghazaleh Shokri, Fatemeh Mohammadian, Maryam Noroozian, Sadegh Amani-Shalamzari, Katsuhiko Suzuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Aging Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1283927

    • DOI

      10.3389/fnagi.2023.1283927

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of a Triple Quadrupole HPLC-MS Quantitation Method for Dystrophin Protein in Mouse and Human Skeletal Muscle.2023

    • 著者名/発表者名
      Tominari T, Takatoya M, Matsubara T, Matsunobe M, Arai D, Matsumoto C, Hirata M, Yoshinouchi S, Miyaura C, Itoh Y, Komaki H, Takeda S, Aoki Y, Inada M.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 25 ページ: 303

    • DOI

      10.3390/ijms25010303

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ルテインによる骨代謝調節作用の解析2024

    • 著者名/発表者名
      田中 優樹、富成 司、松本 千穂、平田 美智子、稲田 全規
    • 学会等名
      第20回ファンクショナルフード学会学術集会
  • [学会発表] オメガ3脂肪酸による破骨細胞分化の制御作用2024

    • 著者名/発表者名
      清水 絢介、田中 優樹、富成 司、稲田 全規、平田 美智子
    • 学会等名
      第20回ファンクショナルフード学会学術集会
  • [学会発表] ロイシンと運動刺激における骨格筋細胞の制御機構2024

    • 著者名/発表者名
      髙戸谷 賢、新井 大地、田中 優樹、清水 絢介、平田美智子、稲田 全規
    • 学会等名
      第20回ファンクショナルフード学会学術集会
  • [学会発表] 加重力および非加重力下の運動によるマウス筋骨格系への影響2024

    • 著者名/発表者名
      稲田 全規
    • 学会等名
      第20回ファンクショナルフード学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 重力負荷による筋と骨の維持作用2023

    • 著者名/発表者名
      稲田 全規
    • 学会等名
      第30回日本未病学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 乳癌由来エクソソームの膜型HB-EGFは宿主のPGE2産生を誘導することで血管新生及び骨破壊を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      芳之内翔成、星野大輔、唐牛健杜、菅崎萌、平田美智子、丸山隆幸、稲田全規
    • 学会等名
      第32回日本がん転移学会学術集会・総会
  • [学会発表] 悪性黒色腫は膜型HB-EGFを介して骨芽細胞のPGE2産生と骨吸収を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      唐牛健杜、芳之内翔成、富成司、平田美智子、稲田全規
    • 学会等名
      第32回日本がん転移学会学術集会・総会
  • [学会発表] 廃用性筋萎縮における筋量制御因子の網羅解析2023

    • 著者名/発表者名
      富成 司、髙戸谷 賢、新井 大地、平田 美智子、青木 吉嗣、稲田 全規
    • 学会等名
      第9回日本筋学会学術集会・第10回筋ジストロフィー医療研究会
  • [学会発表] 前立腺癌細胞は膜型TGF-αを介して骨芽細胞のPGE2産生と骨形成を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      菅崎 萌 、唐牛 健杜、芳之内翔成、平田美智子、稲田 全規
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] 前立腺癌由来エクソソームの膜型 HB-EGF による骨吸収誘導2023

    • 著者名/発表者名
      池田 圭佑、芳之内翔成、松本 千穂、平田美智子、稲田 全規
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] 廃用性筋萎縮モデルマウスを用いた遺伝子発現の網羅解析2023

    • 著者名/発表者名
      春日 麗、富成 司、松本 千穂、平田 美智子、青木 吉嗣、稲田 全規
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] 廃用性筋萎縮における筋分解関連因子の時系列的な発現変動2023

    • 著者名/発表者名
      富成 司、髙戸谷 賢、新井 大地、平田 美智子、青木 吉嗣、稲田 全規
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会学術集会

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公開日: 2024-12-25  

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