遅筋に発現する新規アセチルコリン受容体の筋収縮制御における機能の解明

阐明慢肌中表达的新型乙酰胆碱受体在控制肌肉收缩中的功能

基本信息

批准号：
21K15138
负责人：
善方文太郎
金额：
$ 3万
依托单位：
Jichi Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脊椎動物の運動機能の制御においては骨格筋と運動神経のシナプス部である神経筋接合部が極めて重要な役割を担う。これまでにゼブラフィッシュの遅筋において従来知られていたものとは異なる分子構成のアセチルコリン受容体が発見された。遅筋が既知のモデルとは異なるメカニズムで収縮する可能性が考えられるが、この新規アセチルコリン受容体の機能には未解明な点が多く残されている。本研究はこの新規アセチルコリン受容体の機能を解析し、遅筋の収縮メカニズムを解明することを目的とする。昨年度までに申請者は遅筋のアセチルコリン受容体が既知の受容体に比べて高いカルシウム透過性を示すことを明らかにし、その生理学的意義を解明するため、遺伝子改変によって遅筋のアセチルコリン受容体のカルシウム透過性を喪失させたトランスジェニックゼブラフィッシュを作製した。さらに、内在性のアセチルコリン受容体の影響を除くため、筋型アセチルコリン受容体を完全に喪失した変異系統（sofa potato）と交配し、変異型アセチルコリン受容体の機能のみをクリアに解析できる条件を整えて実験を行った。この遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いて運動機能解析を行ったところ、カルシウム透過性を失った系統では遊泳行動時の身体の屈曲の角度が小さく、さらに遊泳速度も遅くなるなど、運動機能の有意な低下が認められた。このことから遅筋のアセチルコリン受容体を介したカルシウムイオンの流入が遅筋の収縮メカニズムにおいて重要な役割を担うことが示唆された。ここまでの結果に関して日本生理学会大会および日本動物学会大会において発表を行った。

神经肌肉接头是骨骼肌和运动神经之间的突触，在控制脊椎动物的运动功能中发挥着极其重要的作用。在斑马鱼慢肌中发现了一种分子结构与之前已知的不同的乙酰胆碱受体。尽管慢肌收缩的机制可能与已知模型不同，但这种新的乙酰胆碱受体功能的许多方面仍然未知。本研究的目的是分析这种新的乙酰胆碱受体的功能并阐明缓慢肌肉收缩的机制。到去年，申请人发现慢肌乙酰胆碱受体表现出比已知受体更高的钙渗透性，并且为了阐明其生理意义，申请人对慢肌乙酰胆碱受体进行了基因改造，并创建了转基因斑马鱼。失去钙渗透性。此外，为了消除内源性乙酰胆碱受体的影响，我们将它们与完全丧失肌肉型乙酰胆碱受体的突变菌株（沙发马铃薯）进行杂交，并创造了条件，使我们能够仅清楚地分析突变乙酰胆碱的功能我们做了一个实验。当我们使用这种转基因斑马鱼分析运动功能时，我们发现失去钙渗透性的品系表现出运动功能显着下降，例如游泳时身体弯曲角度更小，游泳速度更慢。这表明钙离子通过慢肌乙酰胆碱受体的流入在慢肌收缩机制中起着重要作用。我们在日本生理学会大会和日本动物学会大会上公布了迄今为止的结果。