非筋型ミオシンの骨格筋における機能解析と筋萎縮の病態におよぼす影響

骨骼肌非肌肉肌球蛋白的功能分析及其对肌肉萎缩病理的影响

基本信息

批准号：
20J14059
负责人：
濱口裕貴
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14059/
关键词：
骨格筋非筋型ミオシン収縮力筋管細胞ミオシン

项目摘要

骨格筋におけるミオシンは「骨格筋型」ミオシンのことを指し、筋収縮を制御するものとして、これまで多くの研究で注目されてきた。実は、骨格筋には骨格筋型だけでなく、「非筋型」ミオシン IIA、IIB、IICの3タイプも発現している。しかし、骨格筋における非筋型ミオシンの役割は明らかになっていない。そこで、本研究では骨格筋細胞の分化・成熟とともに発現が増加する非筋型ミオシンIICに着目し、骨格筋における生理学的役割を明らかにすることを目的としている。2021年度は非筋型ミオシンIICの遺伝子を全身で欠損させたマウスを用いて、非筋型ミオシンIICの減少が筋量や筋収縮力に与える影響を細胞および組織レベルで検証した。はじめに、野生型およびNMIIC欠損マウスから作製した骨格筋初代培養細胞を分化させ、筋量の指標である細胞幅と、電気刺激を与えた際の収縮力を評価した。その結果、野生型に比べてNMIIC欠損の筋管細胞で細胞幅と収縮力が低下することを明らかにした。次に、野生型およびNMIIC欠損マウスから、後肢のヒラメ筋と長指伸筋を摘出し、筋組織レベルで収縮力を評価した。しかし、両者の間で筋組織の収縮力に差が認められなかった。NMIICが欠損した筋管細胞でのみ収縮力が減少したことから、野生型およびNMIIC欠損の筋管細胞で筋収縮を制御する骨格筋型ミオシンの発現量を評価したが、差は見られなかった。そこで、非筋型ミオシンと相互作用し、細胞外マトリックス-細胞間の接着を制御する接着斑の構成タンパク質であるPaxillinおよびVinculinの発現量を評価したところ、NMIIC欠損によって減少することが明らかとなった。以上の結果より、非筋型ミオシンIICは、骨格筋の分化段階である筋管細胞において、接着斑を構成するタンパク質量と関連し、収縮力を含む骨格筋細胞の成熟に影響を与えることが示唆された。

骨骼肌中的肌球蛋白是指“骨骼肌型”肌球蛋白，在控制肌肉收缩时，它引起了许多研究的关注。实际上，骨骼肌不仅在骨骼肌类型中表达，而且在三种类型的“非肌肉”肌球蛋白IIA，IIB和IIC中表达。然而，尚未揭示非肌肉肌球蛋白在骨骼肌中的作用。因此，这项研究的重点是非肌肉肌球蛋白IIC，它们随着骨骼肌细胞的分化和成熟而增加表达，并旨在阐明骨骼肌中的生理作用。在2021年，使用非肌肉肌球蛋白IIC基因全身性缺乏的小鼠用于检查非肌肉肌球蛋白IIC减少对细胞和组织水平上肌肉质量和肌肉收缩的影响。首先，通过野生型和NMIIC缺陷型小鼠产生的原发性骨骼肌培养细胞进行了区分，并且评估了细胞宽度，这是肌肉质量的指标，并评估了应用电刺激时收缩力。结果表明，与野生型相比，缺乏NMIIC的肌管细胞中细胞的宽度和收缩力降低。接下来，从野生型和NMIIC缺陷型小鼠中取出后肢的比目鱼和伸肌，并在肌肉组织水平上评估了收缩力。但是，两者之间的肌肉组织的收缩力没有观察到差异。由于仅在NMIIC缺乏的肌管细胞中降低收缩力，因此我们评估了骨骼肌型肌球蛋白的表达水平，该骨骼肌型肌球蛋白控制着野生型和NMIIC缺陷肌管细胞中的肌肉收缩，但找不到差异。因此，当我们评估帕克西林和杂种蛋白的表达水平时，与非肌肉肌球蛋白相互作用并调节细胞外基质和细胞之间的粘附力的焦点粘附蛋白时，揭示了含量通过NMIIC缺乏降低。以上结果表明，非肌肉肌球蛋白IIC与构成粘附灶的蛋白质量有关，并影响肌管细胞中骨骼肌细胞在内的骨骼肌细胞的成熟，这是骨骼肌分化的阶段。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

非筋型ミオシンは骨格筋細胞の筋収縮維持に必要である

维持骨骼肌细胞的肌肉收缩需要非肌肉肌球蛋白

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
濱口裕貴;青木友那;松井翼;出口真次;古市泰郎;藤井宣晴;眞鍋康子
通讯作者：
眞鍋康子

健康寿命の鍵を握る骨格筋

骨骼肌是健康寿命的关键

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsumoto J;Takada S;Furihata T;Nambu H;Kakutani N;Maekawa S;Mizushima W;Nakano I;Fukushima A;Yokota T;Tanaka S;Handa H;Sabe H;Kinugawa S;藤井　宣晴
通讯作者：
藤井　宣晴

Single-Cell Information Analysis Reveals That Skeletal Muscles Incorporate Cell-to-Cell Variability as Information Not Noise

单细胞信息分析揭示骨骼肌将细胞间的变异性视为信息而不是噪音

DOI：
10.1016/j.celrep.2020.108051
发表时间：
2020
期刊：
Cell Reports
影响因子：
8.8
作者：
Wada Takumi;Hironaka Ken-ichi;Wataya Mitsutaka;Fujii Masashi;Eto Miki;Uda Shinsuke;Hoshino Daisuke;Kunida Katsuyuki;Inoue Haruki;Kubota Hiroyuki;Takizawa Tsuguto;Karasawa Yasuaki;Nakatomi Hirofumi;Saito Nobuhito;Hamaguchi Hiroki;Furuichi Yasuro;Manabe Yas
通讯作者：
Manabe Yas