細胞老化がもたらす骨格筋の恒常性破綻機序の解明

阐明细胞衰老引起的骨骼肌稳态机制

基本信息

批准号：
22KJ1027
负责人：
田中倖恵
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）は骨格筋の萎縮や筋肉内脂肪蓄積、線維化が生じる進行性の筋疾患である。DMDラットの骨格筋では加齢とともに筋衛星細胞や間葉系前駆細胞で細胞老化が生じており、この老化細胞の蓄積が病態進行と強く相関している。そこで本研究では老化細胞が筋萎縮や筋肉内脂肪蓄積、線維化を引き起こす機序を明らかにすることを目的とした。これまでに以下の成果が得られている。1．過酸化水素処理により老化誘導した間葉系前駆細胞の培養上清を用いて筋衛星細胞を培養すると筋融合が阻害される。このことから老化間葉系前駆細胞は筋融合抑制因子を分泌し筋再生を妨げると推測される。この因子を同定するために限外ろ過フィルターを用いて分子量の推定を行ったところ、分子量10,000以上の高分子であることが判明した。続いて老化間葉系前駆細胞で発現が上昇する分泌因子をコードする14遺伝子をRNAシーケンスによりピックアップした。今後はこれらの中に筋融合抑制因子が含まれているかスクリーニングを行う予定である。2．骨格筋に老化細胞が存在するという生体内環境が全身の筋再生に与える影響を評価するために、8か月齢の野生型及びDMDラットに野生型ラットの長趾伸筋を移植し、その筋切片を観察した。その結果、野生型ラットに移植した場合と比較してDMDラットに移植した場合では線維径の小さな再生筋線維の割合が増加しており、DMDラットでは筋融合を抑制する因子が全身性に循環している可能性が示された。3．筋衛星細胞のMyoD発現をsiRNAにより抑制すると細胞老化が生じ、その際共存する間葉系前駆細胞の脂肪分化が誘導される。リピドーム解析により、老化筋衛星細胞の培養上清にはプロスタグランジン（PG）E2やPGD2、PGF2αといったPG類がより多く含まれていた。このことから、これらPG類が脂肪分化を誘導する可能性が示された。

杜氏肌营养不良症 (DMD) 是一种进行性肌肉疾病，会导致骨骼肌萎缩、肌内脂肪堆积和纤维化。在DMD大鼠的骨骼肌中，随着年龄的增长，肌肉卫星细胞和间充质祖细胞发生细胞衰老，并且衰老细胞的积累与疾病进展密切相关。因此，本研究的目的是阐明衰老细胞导致肌肉萎缩、肌内脂肪堆积和纤维化的机制。迄今为止已获得以下结果。 1.当使用通过过氧化氢处理诱导衰老的间充质祖细胞的培养上清液培养肌肉卫星细胞时，肌肉融合受到抑制。这表明衰老的间充质祖细胞会分泌肌肉融合抑制剂并抑制肌肉再生。为了确定这个因素，我们使用超滤器估算了它的分子量，发现它是一种分子量为10,000或以上的聚合物。接下来，我们使用 RNA 测序来鉴定编码分泌因子的 14 个基因，这些因子的表达在衰老的间充质祖细胞中增加。未来，我们计划筛选其中是否存在肌肉融合抑制剂。 2.为了评价骨骼肌中衰老细胞存在的体内环境对全身肌肉再生的影响，我们将野生型大鼠的趾长伸肌移植到8月龄野生型和DMD大鼠体内观察切片。结果，与移植到野生型大鼠相比，当移植到DMD大鼠时，纤维直径小的再生肌纤维的比例增加，并且在DMD大鼠中，抑制肌肉融合的因子在全身循环。有一种可能性3． siRNA 抑制肌肉卫星细胞中的 MyoD 表达会导致细胞衰老，从而诱导共存的间充质祖细胞的脂肪形成分化。脂质组分析显示，老化肌肉卫星细胞的培养上清液含有更多的前列腺素（PG）E2、PGD2和PGF2α等PG。这证明了这些PGs诱导脂肪分化的可能性。