Identification of novel genes regulating skeletal muscle plasticity by using the space environment.

利用空间环境鉴定调节骨骼肌可塑性的新基因。

基本信息

批准号：
22KJ0397
负责人：
林卓杜
金额：
$ 1.09万
依托单位：
University of Tsukuba
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0397/
关键词：
骨格筋筋線維タイプ筋萎縮微小重力月面重力宇宙筋再生

项目摘要

後肢骨格筋の内、ヒラメ筋は遅筋線維を多く含み抗重力筋とも呼ばれる。微小重力環境下において、ヒラメ筋は筋萎縮や筋線維タイプ移行を引き起こす。これまでに国際宇宙ステーションにおいて微小重力下や遠心機を用いて月面重力下（1/6 g）で飼育したマウスのヒラメ筋を解析してきた。月面重力におけるヒラメ筋は筋重量や筋断面積は地上対照と同程度であり筋萎縮は生じていないことがあきらかとなった。一方で免疫組織化学染色により筋線維タイプの速筋化について解析したところ、微小重力よりも程度は下がったものの月面重力でも速筋化は生じていた。つまり、骨格筋の量的変化と質的変化を制御する重力閾値はそれぞれ別々に存在していることが明らかとなった。これらヒラメ筋についてRNAseqによる網羅的遺伝子変動解析を行ったところ、月面重力と微小重力の遺伝子発現変動パターンは類似しているものの、一部の遺伝子群については微小重力でのみ特異的に変動していることを見出した。これらの遺伝子変動について詳細に解析したところ、速筋線維(TypeIIb線維)を制御している主要因子としてLarge Maf群の同定に成功した。骨格筋において発現しているLarge Maf群（c-Maf, MafA, MafB）を骨格筋において欠損させたマウスでは、TypeIIb線維はほとんど消失しており、トレッドミルなどの運動能解析では持久力が向上することを見出すことができた。また、以前に実施した微小重力と宇宙における人工重力1gのRNAseq解析によって得られた筋萎縮制御候補遺伝子のノックアウト(KO)マウスの主な表現型では、筋再生が遅れて生じることを見出してる。

后肢的骨骼肌中，比目鱼肌含有许多慢肌纤维，也被称为反重力肌。在微重力作用下，比目鱼肌发生肌肉萎缩和肌纤维类型转变。到目前为止，我们已经使用离心机分析了国际空间站微重力或月球重力（1/6 g）下饲养的小鼠的比目鱼肌。月球表面重力下比目鱼肌的肌肉重量和肌肉横截面积与地面对照相当，显然没有发生肌肉萎缩。另一方面，当我们使用免疫组织化学染色分析快肌纤维类型时，我们发现快肌纤维也在月球重力下出现，尽管程度比微重力要小。换句话说，很明显存在单独的重力阈值来控制骨骼肌的数量和质量变化。使用 RNAseq 对这些比目鱼肌进行全面的遗传变异分析表明，尽管月球重力和微重力下的基因表达变异模式相似，但我发现一些基因组仅在微重力下发生特殊变化。经过对这些遗传变异的详细分析，我们成功地将大 Maf 组确定为控制快肌纤维（IIb 型纤维）的主要因素。在骨骼肌中表达的大 Maf 组（c-Maf、MafA、MafB）被删除的小鼠中，IIb 型纤维几乎完全不存在，并且跑步机和其他运动表现分析显示耐力有所改善。做。此外，我们发现调节肌肉萎缩的候选基因敲除（KO）小鼠的主要表型的肌肉再生延迟，这是通过我们之前在微重力和太空中进行的1 g人工重力的RNAseq分析获得的。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Large Maf transcription factor family is a major regulator of fast type IIb myofiber determination

大 Maf 转录因子家族是快速 IIb 型肌纤维测定的主要调节因子

DOI：
10.1016/j.celrep.2023.112289
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
8.8
作者：
Sadaki Shunya;Fujita Ryo;Hayashi Takuto;Nakamura Ayano;Okamura Yui;Fuseya Sayaka;Hamada Michito;Warabi Eiji;Kuno Akihiro;Ishii Akiko;Muratani Masafumi;Okada Risa;Shiba Dai;Kudo Takashi;Takeda Shin’ichi;Takahashi Satoru
通讯作者：
Takahashi Satoru

生化学会誌

生化学会杂志

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
林卓杜　工藤崇　高橋智
通讯作者：
林卓杜　工藤崇　高橋智

Lunar gravity prevents skeletal muscle atrophy, but not muscle fiber type transition

月球重力可以防止骨骼肌萎缩，但不能防止肌纤维类型转变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takuto Hayashi1; Ryo Fujita2; Risa Okada3; Michito Hamada1; Riku Suzuki1; Sayaka Fuseya1; James Leckey1; Maho Kanai1; Yuri Inoue1; Shunya Sadaki1; Ayano Nakamura1; Yui Okamura1; Chikara Abe4; Hironobu Morita5;　Masafumi Muratani6; Takashi Kudo1; Dai Shiba3
通讯作者：
Dai Shiba3

月重力による骨格筋可塑性への影響

月球引力对骨骼肌可塑性的影响