亜鉛シグナルはどのようにして骨格筋の構造と機能を制御しているのか？

本申請課題は、「骨格筋における亜鉛シグナルの役割と筋疾患との関連」の解明を目指し、骨格筋恒常性における亜鉛シグナルの意義を究明するものである。骨格筋は、体内総亜鉛の約60%を保有し、生体の運動機能を担う主要な組織であり、健康寿命に大きく関わる。近年、老化に伴う生体の亜鉛量の減少と加齢性疾患との関わりが明らかとなりつつあるが、骨格筋における亜鉛の役割については不明である。これまでに申請者等は、亜鉛トランポーターZIP13が筋分化に必要であり、ZIP13の機能不全は筋萎縮を伴う疾患を引き起こすことを見出している。細胞内における亜鉛の恒常性維持は、膜輸送タンパク質である亜鉛トランスポーターによって制御されている。亜鉛トランスポーターによって輸送される亜鉛は、亜鉛シグナルとして標的分子に作用し、種々の生理機能や疾患に作用する。申請者は、骨格筋をはじめとする運動器の量的または質的な変化に、亜鉛トランスポーターを介する亜鉛の恒常性システムが関与しているのではないか、と推測し研究を進めている。ZIP13の発現変動によって変化する筋形成等に関する遺伝子群を細胞株を用いてRNAシーケンス法によって検討した。また、独自に開発した亜鉛トランスポーター発現細胞を可視化できるGFP-Knock in (-KI)マウスを用いて解析した結果、骨格筋組織において亜鉛トランスポーター遺伝子が発現することを見出した。今後、GFP-KIマウスを用いた遺伝子発現解析や、遺伝子欠損マウスに対して筋損傷モデルを適用し、筋形成や再生における亜鉛トランスポーターの関連を解析する。

本申請課題は、「骨格筋における亜鉛シグナルの役割と筋疾患との関連」の解明を目指し、骨格筋恒常性における亜鉛シグナルの意義を究明するものである。骨格筋は、体内総亜鉛の約60%を保有し、生体の運動機能を担う主要な組織であり、健康寿命に大きく関わる。近年、老化に伴う生体の亜鉛量の減少と加齢性疾患との関わりが明らかとなりつつあるが、骨格筋における亜鉛の役割については不明である。これまでに申請者等は、亜鉛トランポーターZIP13が筋分化に必要であり、ZIP13の機能不全は筋萎縮を伴う疾患を引き起こすことを見出している。細胞内における亜鉛の恒常性維持は、膜輸送タンパク質である亜鉛トランスポーターによって制御されている。亜鉛トランスポーターによって輸送される亜鉛は、亜鉛シグナルとして標的分子に作用し、種々の生理機能や疾患に作用する。申請者は、骨格筋をはじめとする運動器の量的または質的な変化に、亜鉛トランスポーターを介する亜鉛の恒常性システムが関与しているのではないか、と推測し研究を進めている。ZIP13の発現変動によって変化する筋形成等に関する遺伝子群を細胞株を用いてRNAシーケンス法によって検討した。また、独自に開発した亜鉛トランスポーター発現細胞を可視化できるGFP-Knock in (-KI)マウスを用いて解析した結果、骨格筋組織において亜鉛トランスポーター遺伝子が発現することを見出した。今後、GFP-KIマウスを用いた遺伝子発現解析や、遺伝子欠損マウスに対して筋損傷モデルを適用し、筋形成や再生における亜鉛トランスポーターの関連を解析する。