ゼブラフィッシュモデルの筋肉再生を調べる

骨格筋は人体質量の30~50%を占め、移動に欠かせないだけでなく、重要な代謝・貯蔵器官¹としても機能する。死後であるにもかかわらず、骨格筋は非常に動的であり、傷害後の驚異的な再生能力を保持する。これは、組織常駐幹細胞(衛星細胞とも呼ばれる)の存在に起因し、ミオファイバーの基底層薄層の下に位置し、組み合わされたボックスタンパク質7(pax7)および/またはペアドボックスタンパク質3(pax3)の転写因子によってマークされ、とりわけ^2、3である。傷害後、衛星細胞は活性化され、細胞増殖を受けて筋芽細胞のプールを生成し、その後分化して新しい筋線維を形成する。衛星細胞の活性化および堅牢な筋肉修復を調節する再生前信号の高度に保存されたカスケードは、ミオパチーおよび恒育老化^4、5などの様々な条件で影響を受ける。

このような多様な筋障害のグループの1つは、筋ジストロフィーであり、進行性の筋消耗と変性を特徴とする^6.これらの疾患は、ジストロフィンおよびラミニンα2(LAMA2)を含む主要タンパク質における遺伝子変異の結果であり、細胞外マトリックス^7,8への筋線維の付着を担う。筋ジストロフィーに関与するタンパク質が筋肉構造を維持する上で中心的な役割を果たしていることを考えると、この過程での障害が病態病病の原因となるメカニズムであると長年考えられていた^9。しかし、最近の研究では、筋ジストロフィー^10,11で観察された筋病理の第2の可能な基礎として、筋幹細胞の調節およびそれに続く筋再生の障害を同定した。したがって、筋幹細胞機能の障害および関連するニッチ要素が筋ジストロフィーにどのように寄与するかを調査するために、さらなる研究が必要です。

過去10年間、ゼブラフィッシュ(ダニオ・レリオ)は、疾患モデリング¹²の重要な脊椎動物モデルとして登場しました。これは、ゼブラフィッシュ胚の急速な外部発達に起因し、その光学的明瞭さと相まって、筋肉の形成、成長、および機能を直接視覚化することができる。また、ゼブラフィッシュにおいて高度に保存された筋肉の発達と構造だけでなく、筋肉再生¹³の高度に保存されたプロセスも示している。その結果、ゼブラフィッシュは、筋肉疾患の病理生物学を研究し、筋肉再生がどのように影響を受けるかを探求するための優れたシステムを表しています。そのために、筋疾患のゼブラフィッシュモデルにおける骨格筋再生のタイムリーな研究を可能にする方法を開発しました。この高スループットパイプラインは、生きた胚¹⁴を遺伝子型化する方法を含み、その後、針刺し損傷が行われ、偏光顕微鏡を用いて筋肉再生の程度が画像化される。したがって、この技術の利用は、筋肉疾患のゼブラフィッシュモデルにおける筋肉の再生能力を明らかにする。