Elucidation of the mechanism of skeletal muscle fibrosis associated with muscle injury and aging

阐明与肌肉损伤和衰老相关的骨骼肌纤维化机制

• 批准号: 21K09309
• 负责人: 依田 昌樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09309/
• 关键词: 筋再生; 筋線維化; FAPs; 加齢; 筋損傷; 筋拘縮; 筋衛星細胞; 間葉系前駆細胞

筋損傷・筋拘縮・加齢は、骨格筋の再生能力を低下させるばかりではなく筋変性を生じる。病的環境下などの恒常性維持機構が低下している状態において、筋組織は筋線維化および脂肪浸潤といった変性を呈することが言われている。この一端を担っているのが筋組織中に存在する間葉系前駆細胞（FAPs; Fibro-Adipogenic Progenitors）であり、FAPsが線維芽細胞および脂肪細胞へと異常分化が原因と言われている。本研究では、筋損傷モデル、筋拘縮モデルマウスを使用しFAPsの動態を明らかにし異常分化の原因を解明することを目的としている。一般的に筋損傷が起きると筋再生のために「足場」と考えられる細胞外基質が多く組織中に観察される。本研究では前脛骨筋（TA）を用いて筋損傷を起こし経時的に遺伝子発現を測定した。その結果、コラーゲンIII、Ctgf、Tnc、Tgfbといった線維化に関与している遺伝子発現が損傷1日後から筋組織中で有意に上昇していることが示され、再現性も確認できた。また、FAPsを赤色蛍光で可視化できるマウスを用いて損傷3日後および7日後の免疫染色を行った結果から、間質組織中のFAPsの増加およびコラーゲンIIIの増加が確認できた。さらに、FACS解析も行い筋損傷後のFAPsの数の継時的変化および細胞表面抗原の変化なども解析を行った。さらに、筋損傷後および筋拘縮後に単離したFAPsからRNAを精製し、RNA-seq解析を現在行っている。

肌肉损伤，肌肉闭合和衰老不仅降低了骨骼肌肉再生的能力，还会导致肌肉变性。据说肌肉组织表现出变性，例如肌肉纤维化和脂肪浸润，在降低稳态维持机制的状态下，例如在病理环境中。其背后的因素之一是肌肉组织中存在的间充质祖细胞（FAP），据说FAP是由异常分化为成纤维细胞和脂肪细胞引起的。这项研究旨在阐明使用肌肉损伤模型小鼠和肌肉缔合模型小鼠的FAP动力和异常分化的原因。通常，当肌肉损伤发生时，会有大量的细胞外基质被认为是肌肉再生的“支架”，这在组织中可以观察到。在这项研究中，肌肉损伤是由胫骨前（TA）引起的，并且随着时间的推移测量了基因表达。结果表明，从损伤后的1天开始，肌肉组织中涉及纤维化的基因的表达，例如胶原蛋白III，CTGF，TNC和TGFB，并且还证实了可重复性。此外，使用小鼠进行了免疫染色，该小鼠可以将红色荧光和损伤后7天的FAP可视化，并确认FAPS和胶原蛋白III的增加。此外，进行了FACS分析，并对肌肉损伤和细胞表面抗原变化后FAP的时间变化进行了分析。此外，从肌肉损伤和肌肉染色后分离的FAP中纯化RNA，目前正在进行RNA-Seq分析。

项目成果

Aging Aggravates the Progression of Muscle Degeneration After Rotator Cuff Tears in Mice

衰老会加剧小鼠肩袖撕裂后肌肉退化的进展

• DOI: 10.1016/j.arthro.2021.09.014
• 发表时间: 2022
• 期刊: Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery
• 作者: Takada Yuhei;Matsumura Noboru;Shirasawa Hideyuki;Yoda Masaki;Matsumoto Morio;Nakamura Masaya;Horiuchi Keisuke
• 通讯作者: Horiuchi Keisuke