新規筋形成型オリゴ DNA の同定と構造アンサンブルの解析

池田玲奈¹, 梅澤公二², 二橋佑磨³, 進士彩華⁴, 下里剛士², 高谷智英^1,2,3,4.

信州大学農学部.
信州大学バイオメディカル研究所.
信州大学大学院総合医理工学研究科.
信州大学大学院総合理工学研究科.

第21回応用薬理シンポジウム (静岡), 2019/09/20 (ポスター).

Abstract

【背景】加齢性筋萎縮症による運動能力の低下は、健康寿命を阻害する要因の一つである。筋芽細胞は、骨格筋の恒常性維持に不可欠な前駆細胞だが、老化に伴って筋分化能が減弱する。我々は最近、テロメア配列を有する18塩基のオリゴDNA「iSN04」が、その立体構造依存的に、筋芽細胞の分化を強力に促進することを見出した。本研究では、iSN04 と類似の構造をとると考えられる、11~16塩基のオリゴDNA (iMyo01~08) を設計し、それらの筋分化促進作用を検討した。

【方法】初代培養したヒト、マウス、およびニワトリの筋芽細胞を96穴プレートに播種し、最終濃度 10~30 uM の iMyo を添加した培地で筋分化を誘導した。48時間後、骨格筋の最終分化マーカーであるミオシン重鎖を免疫染色し、筋分化を定量した。

【結果】iMyo03 は、ヒト筋芽細胞の分化を有意に促進した。また、iMyo03 と 04 はマウス筋芽細胞の、iMyo01, 02, 03 および 04 はニワトリ筋芽細胞の分化を有意に増進した。いずれの筋芽細胞においても、iMyo05~08 は筋分化を促進しなかった。

【考察】iSN04 は全ての筋芽細胞の分化を促進したが、iMyo の作用は動物種によって異なった。活性を認めたiMyo01~04 は、iSN04 の活性部位に相当する箇所に GGGG 配列を有する。一方、iMyo05~08 の当該配列は GGG である。すなわち、iMyo の GGGG 配列が寄与する構造が、筋分化促進作用に必須であると考えられる。iSN04 と同様に、iMyo03 は全ての筋芽細胞で作用を示したことから、iSN04 と iMyo03 の分子構造を詳細に比較することで、筋形成型オリゴ DNA の活性に重要な構造的特徴を特定できると期待される。現在、分子シミュレーションの手法により、iMyo03 の立体構造を解析中である。