2020 Fiscal Year Annual Research Report

Physiological roles and mechanisms of a novel high density lipoprotein (HDL) production system in skeletal muscle.

Research Project

Project/Area Number	20H04085
Research Institution	Fukuoka University
Principal Investigator	上原吉就福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小松知広福岡大学, 公私立大学の部局等, ポスト・ドクター (80838756) 檜垣靖樹福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702) 川中健太郎福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (80339960) 道下竜馬福岡大学, スポーツ科学部, 准教授 (10632028) 山本泰暉福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (10845506) 朔啓二郎福岡大学, 医学部, 教授 (40183371) 松村剛熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (20398192) 北嶋康雄熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (70734416)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	高比重リポ蛋白 / 骨格筋 / アポリポ蛋白A-I / 運動 / iPS細胞
Outline of Annual Research Achievements	高比重リポ蛋白 (HDL) コレステロールは運動によって上昇することが知られているが、そのメカニズムは明らかになっていない。このHDL 粒子の基本骨格となる蛋白はアポ A-I であるが、その発現臓器に関しては肝臓および小腸であることが広く認知されている。本研究では骨格筋にアポA-I蛋白が存在し、運動により活性化されるという仮説に基づいて、骨格筋局所において独自に HDL を産生する新規の骨格筋 HDL産生システムおよびその生理的機能や調節機構を解明することを目的としている。 2020年度は、①ヒト（健常者） iPS 細胞由来骨格筋筋芽細胞から分化させた骨格筋細胞を用いて、アポA-I の発現の有無をリアルタイムPCR法およびウェスタンブロット法を用いて確認したところ、筋芽細胞からの分化初期にアポA-I の遺伝子発現ならびに蛋白発現が顕著に増加する事を確認出来た。　②同細胞において培養細胞電気刺激装置を用いて、アポA-I 遺伝子・細胞内外の蛋白発現増加が認められるかの検討を行っているが、iPS 細胞由来骨格筋細胞においては、適切な筋収縮の電気刺激条件が得られていない。引き続き電気刺激条件を検討を行う。　③健常者 iPS 細胞由来骨格筋細胞からアポA-I mRNA を抽出した後、既知の肝臓由来アポA-I mRNA 遺伝子配列を鋳型にして、5’-RACE法および3’-RACE法を用いてヒト骨格筋特異的スプライシングを解析することで、骨格筋特異的なアポA-I 遺伝子配列を同定を行っているが、現時点では新規のアポA-I 遺伝子配列は同定出来ていない。④C57BL6マウスにおいて、回転ホイールを用いた自発運動ではアポ A-I mRNA 発現の上昇が確認できている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 既に分担者が作成済みである内因性のPax7タンパク質をYFPで可視化可能なPax7-YFPノックインマウスの当施設への搬入手続き・搬入・繁殖までを行う予定であったが、2020年度は提供元ならびに受け入れ動物施設の申請・手続き・検疫等全ての工程が新型コロナウィルス流行の影響で大幅に遅延した。そのため年度末に動物の受け入れのみが完了することとなった。
Strategy for Future Research Activity	遺伝子改変マウスの導入以外の研究計画は、概ね順調に研究遂行が出来ている。2021年度も引き続き2020年度と同様に研究遂行していく。遺伝子改変マウス（Pax7-YFPノックインマウス）に関しては、2020年度に遺伝子改変動物の実験申請と搬入のみを行う事が可能となったため、20201年度は検疫後、繁殖を行い、早期に実験に使用可能な状態とする予定としている。