2016 Fiscal Year Research-status Report
筋萎縮、筋繊維化、脂肪化病態を制御するTGF-βファミリーの解析
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16K08599
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
土田 邦博 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (30281091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
常陸 圭介 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助教 (10508469)
中谷 直史 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助教 (00421264)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 筋萎縮 / 筋分化 / 脂肪化 / 長鎖非翻訳RNA / TGF-βファミリー / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢や筋疾患・筋損傷等で生じる筋機能低下の分子機構を解明し新治療法開発に挑む研究を遂行した。筋肥大モデルであるミオスタチン遺伝子破壊マウスモデルを用いて、複数のmiRNAの分子変動がミオスタチンの下流で作用することを示した。筋分化、神経遮断、筋損傷時には、MyoD, マイオジェニン等の筋分化制御転写因子が絶妙なタイミングで発現誘導される。マイオジェニンのプロモーター領域からアンチセンス方向に発現する新規非翻訳RNA核酸を発見した。新規非翻訳RNA核酸は胎児筋発生時や初代筋培養細胞分化時にマイオジェニンと共に発現誘導された。発現変化にTGF-βファミリー・Smad系が関与する機構が存在していた。LC/MS/MSや新たな原理の質量分析装置を駆使して、結合分子を探索した。RNA免疫沈降法を駆使して、直接結合する分子を複数選択した。DEAD boxを含む分子やhnRNPファミリーの会合が確認された。新規非翻訳RNA核酸を会したマイオジェニンの発現機構を解析した。新規非翻訳RNA核酸はマイオジェニンの転写発現に重要であり、ノックダウンすると、RNA polIIのマイオジェニンプロモーターへの結合が弱まることを見出した。
マウスの前頸骨筋に遺伝子導入する至適な条件系をブラッシュアップし、筋への損傷が比較的弱い条件で遺伝子を導入が可能になった。坐骨神経切断時にマイオジェニンが誘導され筋萎縮に至るが、上記手法を駆使して、新規非翻訳RNAのノックダウン核酸を導入すると、萎縮経路が抑制されることを見出した。
正常ヒト骨格筋由来の市販細胞は純度が高くなく分化能も高くない問題があった。そこで、高品質の筋衛星細胞や脂肪前駆細胞を単離し培養する系を独自に開発した。ハイスループットな薬剤のスクリーニングが可能な系を構築している。実際に、脂肪前駆細胞からの脂肪分化を抑制する候補薬を複数種見出した。筋の脂肪化の抑制が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、次年度に計画していた骨格筋への遺伝子誘導手法もすでに取り組み、マイルドな条件で遺伝子導入可能な条件が整っている。新規非翻訳RNA核酸の解析も研究は大きく進展しており、新たな筋分化制御の経路が明らかになりつつある。ヒト正常骨格筋由来の幹細胞を高純度で分取する技術は他にない技術である。その系を用いて、既存薬の脂肪化抑制や繊維化抑制、骨化抑制剤の開発にすでに取り組んでいる。極めて、順調に研究は推移していると考えている。また、データベースを駆使して、神経切断時の筋萎縮、悪液質時の筋萎縮などで共通に変動する分子の検索も行なっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、新たに見出した、長鎖非翻訳RNAの筋分化における研究をまとめて、論文として公表していく予定である。ヒト骨格筋由来の筋管細胞を用いて、染色及びそれを指標とした薬剤スクリーニングを行う。TGF-ベータファミリーを中心とした筋肥大及び萎縮シグナルの検出系も開発しているので、その制御機構にも取り組んでいきたい。また、近年社会問題となっている、サルコペニア（加齢性筋肉減少症）の新たな発症機構や治療標的を探索する研究に積極的に取り組んでいきたい。予備的には、筋に存在する間葉系前駆細胞が加齢による数が減少すること。加齢により分子の変動が見られることなどを見出している。
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