筋形成における亜鉛シグナルの役割解明: -筋関連疾患の再生医療と創薬を目指して-

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本申請課題では、骨格筋における亜鉛シグナルの役割と筋疾患との関連を解明する。骨格筋は体内総亜鉛の60%を保有し、生体の運動機能を担う主要な組織だが、骨格筋における亜鉛の役割については不明である。本申請課題では骨格筋の形成や機能における亜鉛の役割を、骨格筋関連疾患の原因遺伝子である亜鉛トランスポーターZIP13およびZIP14をモデル分子として、骨格筋形成におけるZIP13および骨格筋萎縮におけるZIP14の役割と機序の解明、さらに亜鉛シグナルを標的とする治療戦略の構築を目指す。初めに、骨格筋形成におけるZIP13の役割を解明するために、in vitro解析として、Zip13遺伝子をノックダウンしたC2C12細胞株を用いて、RNA-sequence法を適用し、ZIP13の発現変動によって変化する遺伝子群の同定を行なった。次に、骨格筋におけるZIP13の役割を解明するためにin vivo解析を行なった。Zip13プロモーターの下流にGFPをノックイン(KI)したZip13-GFP-KIマウスを用いて、特定の細胞においてZIP13が発現していることを明らかにした。さらに、骨格筋の分化過程におけるZIP13発現細胞の役割とその運命系譜を調べるために、上記Zip13-GFP-KIマウスとレポーターマウスであるRosa-26/Tomatoマウスを掛け合わせてZip13-GFP-Tomatoマウスを作製した。タモキシフェンを投与することによってCreリコンビナーゼが活性化し、LoxPで挟まれたストップコドン配列が切り出されると、GFPを発現する細胞、かつGFPを発現していた細胞にTomatoが発現する。Zip13-GFP-Tomatoマウスを用いて、特定の細胞の細胞系譜を追うことができた。