脂質分子動態に基づく骨格筋再生機構の全容解明

基于脂质分子动力学完整阐明骨骼肌再生机制

• 批准号: 21KK0174
• 负责人: 原 雄二
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0174/
• 关键词: 骨格筋再生; 脂質動態; 細胞融合; 筋衛星細胞; 超解像イメージング; 膜脂質動態; 骨格筋幹細胞

骨格筋線維の再生過程において、筋幹細胞（筋衛星細胞）の分裂に端を発した筋芽細胞への運命決定や、筋芽細胞の細胞融合は必須な現象である。しかしこれらの各素過程、特に膜リン脂質分子群の挙動を制御し、筋幹細胞および融合体（筋管）の形成に至る機構は未だ明らかではない。これまでの研究（Nature Commun., 2018、Life Sci. Alliance 2022）を基に、本申請では「脂質二重層間におけるリン脂質の非対称分布（リン脂質配向性）の変化が、最上流因子として細胞分裂 細胞融合、ひいては筋線維の再生を制御する」という作業仮説の実証深化を目指す 。特に小林俊秀博士（ストラスブール大学）との共同研究「超解像イメージング解析による筋再生過程での脂質分子の動態解析」を通じ、脂質分子動態を基軸とした骨格筋線維の再生機構の全容解明を目指す。筋再生機構は老化や各種疾患に伴う筋萎縮治療法の構築に直接つながることから、超高齢化社会を迎えた我が国において、本研究遂行による「筋恒常性維持を介した健康長寿の達成」は極めて重要であると言える。本研究にて、①細胞融合の起点となるリン脂質分子同定、動態検出、②筋幹細胞（筋衛星細胞）でのリン脂質動態の役割解明、および③脂質配向性を基軸とした現象の、分子～生体レベルでの理解深化、をそれぞれ行う。 当該年度では、COVID-19等の影響が依然あったものの、小林博士に日本に来訪いただき研究指導、打合せ等を行うなど、今後の国際共同研究に向け、準備を進めてきた。

During the regeneration process of bone marrow, the division of tendon stem cells (tendon satellite cells), the fate of tendon bud cells, and the cell fusion of tendon bud cells are necessary phenomena. The process of each element, the regulation of the movement of lipid molecules in the special membrane, the formation of muscle stem cells and fusion bodies (muscle tubes), and the mechanism are not yet clear.これまでの研究（Nature Commun., 2018、Life Sci. Alliance 2022), this application aims to deepen the practical proof of the theory of "the transformation of the asymmetric distribution of lipids (lipid alignment) between lipid bilayers, the most upstream factors and the control of cell division, cell fusion, and the regeneration of tendon dimensions." Dr. Hideyoshi Kobayashi (University of Science and Technology) and his colleagues jointly studied "Dynamic Analysis of Lipid Molecules in the Process of Muscle Regeneration in Superresolution" to provide guidance on the full resolution of the regeneration mechanism of bone cell dimension in lipid molecular dynamics. Tendon regeneration mechanism for aging and various diseases accompanied by tendon atrophy therapy construction, direct, ultra-high-level society to meet our country, this study carried out,"tendon constancy maintenance, health and longevity to achieve" is very important. This study is aimed at: (1) identification of lipid molecular identity and dynamics at the origin of cell fusion;(2) elucidation of lipid dynamics in tendon stem cells (tendon satellite cells);(3) deepening of understanding of lipid alignment, molecular and biological phenomena; and (4) further development of cell fusion. When the impact of COVID-19 and other factors remained, Dr. Kobayashi visited Japan for research guidance, cooperation, etc., and prepared for future international joint research.

项目成果

ストラスブール大学(フランス)

斯特拉斯堡大学（法国）