感覚神経‐筋サテライト細胞という新規臓器連関が担う骨格筋恒常性維持機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: 宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
• 研究課題/領域番号: 16H01633
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 越智 広樹 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (30582283)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 感覚神経

研究実績の概要

本研究では、感覚神経による骨格筋の恒常性維持機構を解明するために、特に筋サテライト細胞とネットワークに着目し検討を行った。
１．感覚神経は筋サテライト細胞の増殖・分化を誘導する
骨格筋の恒常性には骨格筋幹細胞である筋サテライト細胞が重要な役割を担っている。本研究ではまず、メカニカルストレスによる筋サテライト細胞の反応を検討するために、尾懸垂モデルにおいてカルディオトキシン（CTX）による筋再生を評価した。その結果、後肢免荷により骨格筋再生は顕著に抑制された。これは、筋サテライト細胞の活性化には重力刺激が必須であることを示唆している。後肢免荷では、早期に感覚神経の有意な低下が生じ、これは筋サテライト細胞の減少に先んじて生じることが示された。興味深いことに、感覚神経の減少と同時期に血管系が減少していることも明らかとなった。加えて、感覚神経障害マウスでは、筋再生時の筋サテライト細胞数が減少し、筋再生が顕著に抑制された。これらの結果は、生体において、感覚神経と血管系がネットワークを形成し、筋サテライト細胞の増殖、分化を制御していることを強く示している。
２．感覚神経は骨格筋の筋線維変化を制御する
申請者らは、本研究において新たな感覚神経障害モデルを樹立した。本モデルでは、微小重力下と同様に、抗重力筋おいて骨格筋線維が速筋化することを見出した。このことは、感覚神経が筋線維の恒常性に重要であることが示され、本モデルマウスを詳細に解析することで未だ明らかでない筋線維変化のメカニズム解明に大いに貢献すると思われる。興味深いことに、本モデルマウスでは、骨格筋における血管系の発現が低下することも認められた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cancer-secreted hsa-miR-940 induces an osteoblastic phenotype in the bone metastatic microenvironment via targeting ARHGAP1 and FAM134A. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hashimoto, Hiroki Ochi, Satoko Sunamura, Nobuyoshi Kosaka, Yo Mabuchi, Toru Fukuda, Kenta Yao, Hiroaki Kanda, Keisuke Ae, Atsushi Okawa, Chihiro Akazawa, Takahiro Ochiya, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 115(9) ページ: 2204-2209
  • DOI: 10.1073/pnas.1717363115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antiretroviral therapy containing HIV protease inhibitors enhances fracture risk by impairing osteoblast differentiation and bone quality. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hirakawa, Hiroyuki Gatanaga, Hiroki Ochi, Toru Fukuda, Satoko Sunamura, Shinichi Oka, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 雑誌名: J. Infect. Dis. 巻: 215(12) ページ: 1893-1897
  • DOI: 10.1093/infdis/jix246
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] WNK4 is an Adipogenic Factor and Its Deletion Reduces Diet-Induced Obesity in Mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daiei Takahashi, Takayasu Mori, Eisei Sohara, Miyako Tanaka, Motoko Chiga, Yuichi Inoue, Naohiro Nomura, Moko Zeniya, Hiroki Ochi, Shu Takeda, Takayoshi Suganami, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 18 ページ: 118-127
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2017.03.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone Resorption Is Regulated by Circadian Clock in Osteoblasts. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Takarada, Cheng Xu, Hiroki Ochi, Ryota Nakazato, Daisuke Yamada, Saki Nakamura, Ayumi Kodama, Shigeki Shimba, Michihiro Mieda, Kazuya Fukasawa, Kakeru Ozaki, Takashi Iezaki, Koichi Fujikawa, Yukio Yoneda, Rika Numano, Akiko Hida, Hajime Tei, Shu Takeda, Eiichi Hinoi
  • 雑誌名: J. Bone Miner. Res. 巻: 32(4) ページ: 872-881
  • DOI: 10.1002/jbmr.3053
  • 査読あり
• [学会発表] Cancer-secreted Hsa-miR-940 Induces Osteoblastic Phenotype in the Bone Metastatic Microenvironment (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Sato, Kyoko Hashimoto, Hiroki Ochi, Satoko Sunamura, Atsushi Okawa, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda
  • 学会等名: Orthopaedic Research Society Annual Meeting 2014
  • 国際学会
• [学会発表] がん細胞由来分泌型マイクロRNAによる骨転移微小環境制御機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾, 橋本恭子, 越智広樹, 砂村聡子, 小坂展慶, 馬渕洋, 神田浩明, 阿江啓介, 小柳広高, 赤澤智宏, 落谷孝広, 二口充, 竹田秀, 大川淳
  • 学会等名: 第1回日本サルコーマ治療研究学会（JSTAR）学術集会
• [学会発表] がん細胞由来分泌型マイクロRNAが造骨型骨転移を惹起する (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本恭子、越智広樹、砂村聡子、小坂展慶、馬渕洋、福田亨、八尾健太、神田浩明、阿江啓介、大川淳、赤澤智宏、落谷孝広、二口充、竹田秀、佐藤信吾
  • 学会等名: 第3回日本骨免疫学会ウインターセミナー
• [学会発表] Cancer-secreted hsa-miR-940 induces osteoblastic phenotype in the bone metastatic microenvironment via targeting ARHGAP1 and FAM134A (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hashimoto, Hiroki Ochi, Satoko Sunamura, Toru Fukuda, Kenta Yao, Yo Mabuchi, Atsushi Okawa, Chihiro Akazawa, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 学会等名: ERATO/AMED-CREST/PRESTO Joint International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] がん細胞由来分泌型マイクロRNAが造骨型骨転移を惹起する (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本恭子、砂村聡子、越智広樹、大川淳、二口充、竹田秀、佐藤信吾
  • 学会等名: 第32回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] HIVに対する多剤併用療法は骨質の低下を介して骨折リスクを増加させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤信吾, 平川弘幸, 越智広樹, 橋本恭子, 砂村聡子, 岡慎一, 大川 淳, 竹田秀, 潟永 博之
  • 学会等名: 第32回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] Cancer cell-derived microRNA induces osteoblastic phenotype in bone metastasis microenvironment (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hashimoto, Satoko Sunamura, Hiroki Ochi, Toru Fukuda, Atsushi Okawa, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 学会等名: American Society of Bone and Mineral Research 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Cancer cell-derived microRNA induces osteoblastic phenotype in bone metastasis microenvironment (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hashimoto, Satoko Sunamura, Hiroki Ochi, Toru Fukuda, Atsushi Okawa, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 学会等名: 14th Meeting of Bone Biology Forum
• [学会発表] HIV感染者に対する多剤併用療法は骨質の低下を介して骨質リスクを増加させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 平川弘幸、潟永博之、越智広樹、橋本恭子、砂村聡子、岡慎一、竹田秀、佐藤信吾
  • 学会等名: 第35回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 感覚神経‐筋サテライト細胞という新規臓器連関が担う骨格筋恒常性維持機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 越智広樹
  • 学会等名: 新学術領域研究 宇宙に生きる H29年度 第1回全体会議
• [学会発表] がん細胞由来分泌型マイクロRNAが造骨型骨転移を惹起する (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本恭子、砂村聡子、越智広樹、大川淳、二口充、竹田秀、佐藤信吾
  • 学会等名: 第17回東京骨関節フォーラム