高齢化社会を迎えた日本において、運動器疾患対策は喫緊の課題です。特に、筋肉 (骨格筋) は身体活動をつかさどる主要組織で、加齢に伴いその量や機能が低下すると、生活の質(QOL)も低下します。骨格筋の老化を防ぎ、その再生・修復機構を生涯にわたって維持するには、骨格筋組織内に存在する幹細胞 (骨格筋幹細胞) の機能解明が欠かせません。
大人の筋肉の中に存在する骨格筋幹細胞は通常、眠った状態(休止期)で存在していますが、筋肉の損傷などを感知すると、眠りから目覚めて増殖し、筋肉を修復・再生します。そのプロセスのどこかに遅れが出たり、異常が起きたりすると、筋肉の再生・修復機構がうまく働かなくなり、筋肉の老化が加速します。このため、本研究チームは、骨格筋幹細胞が眠りから目覚めて増殖するメカニズムや、増殖した骨格筋幹細胞が筋肉の形成 (分化) 段階へとスイッチする因子の解明に取り組んでいます。
本研究では、骨格筋幹細胞の活性化状態を見分けることができるマウスを使い、休止期、増殖期、分化期それぞれの状態にある骨格筋幹細胞の遺伝子発現を網羅的に解析しました。その結果、DUSP13 とDUSP27という二つの酵素が、増殖期の骨格筋幹細胞を分化期へと進めるスイッチング因子として浮かびました。さらに研究を進めた結果、これら二つの酵素は筋分化制御因子 MYOD によって直接制御されており、二つの酵素の遺伝子を欠損したマウスは筋分化スイッチがうまく働かず、筋再生が遅延することを発見しました。
本研究成果を用いることで、加齢に伴う筋力・筋量減弱症(サルコペニア)などの治療に向けた創薬につながることが期待されます。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学医学医療系/トランスボーダー医学研究センター再生医学分野
藤田 諒 助教
筑波大学医学医療系/トランスボーダー医学研究センター遺伝子改変マウス分野
高橋 智 教授
掲載論文
【題名】 Dual-specificity phosphatases 13 and 27 as key switches in muscle stem cell transition from proliferation to differentiation
(Dusp13とDusp17は骨格筋幹細胞の増殖期から分化期へと移行させる鍵となるスイッチである) 【掲載誌】 STEM CELLS 【DOI】 10.1093/stmcls/sxae045