骨格筋に作用する分子の探索 / Screening of skeletal muscle effectors

目次 / Index

スクリーニングとは / What's screening?

私たちは、様々なイメージング装置や画像解析システムを用いて、骨格筋芽細胞に作用する分子をスクリーニングしています。筋芽細胞の増殖や分化を制御する分子を同定できれば、筋再生の促進、筋肉の老化や萎縮の抑制、筋疾患の予防や治療に役立つと考えられ、創薬シーズとして医薬品への研究展開が期待されます。また、天然成分に由来する分子であれば、特定保健用食品・栄養機能食品・機能性表示食品として摂取できるようになるかもしれません。

どのような分子がどのような作用を筋芽細胞に及ぼすかは、実験するまでわかりません。大半の分子は何の効果も示さないでしょう。一部の分子は有害かもしれません。筋芽細胞に有用な分子の探索は、宝探しと似ています。求める分子が見つかる確率を上げるには、多数の分子を多様な条件で検討するしかありません。そのため、簡便で効率的なスクリーニング法が求められます。

Using multiple imaging machines and analyzers, we are screening the molecules which act on skeletal muscle myoblasts. Identification of the molecules which regulates growth or differentiation of myoblasts will be useful to promote muscle regeneration, suppress muscle senescence or atrophy, and prevent muscular diseases. We may take such molecules as functional diets if they were natural compounds.

We can not expect which kinds of molecules act on myoblasts without experiments. Almost molecules will not have any effects. Some molecules may be toxic. Exploration of beneficial molecules resemble treasure hunting. Convinient and efficient screening system is required to find the functional molecules because numerous candidates should be tested under various conditions.

スクリーニング / Screening

筋芽細胞のスクリーニング系 / Screening system for myoblasts

私たちは、筋芽細胞の筋分化を半自動的に定量する in vitro のスクリーニング系を確立しました。コラーゲンコートした96穴プレートに播種したマウス筋芽細胞に、作用を解析したい分子や成分を添加し、筋分化を誘導します。その後、骨格筋の最終分化マーカーであるミオシン重鎖 (MHC) の免疫染色を行い、MHC 陽性細胞の割合を自動的に計測します。私たちはこのシステムを用いて、筋芽細胞の分化に作用する分子を効率的にスクリーニングしています。

We established the in vitro screening system which semi-automatically quantifies myogenic differentiation of myoblasts. Murine myoblasts are seeded on the collagen-coated 96-well plates and introduced to differentiate in the presence of various molecules or extracts. Myoblasts are then immunostained for myosin heavy chain (MHC), a terminal differentiation marker of skeletal muscle. Our imaging machine automatically quantifies the ratio of MHC-positive cells. Using this system, we are efficiently screening skeletal muscle effectors.

スクリーニングのプロセス / Screening procedure
Fig 1. スクリーニングのプロセス / Screening procedure

候補分子の同定 / Identification of candidates

私たちは、筋芽細胞の分化に作用する分子の候補を複数同定することに成功しました。分化を促進する核酸分子やポリフェノール、分化を抑制する代謝産物などです。現在、これらの分子がどのように筋芽細胞に作用しているのかを解析しています。

We have successfully identified multiple candidates which affect myoblast differentiation. Some oligonucleotides or polyphenols induce differentiation, and some metabolites suppress differentiation. Now we are studying how these molecules act on myoblasts.

スクリーニング結果の例 / An example of screening result
Fig 2. スクリーニング結果の例 / An example of screening result