日常動作や持久的活動に重要な「遅筋」培養筋肉の作製に成功~筋肉の衰えを予防する筋機能の改善法開発に新展開~

ad

2025-08-08 量子科学技術研究開発機構,東京都立大学,科学技術振興機構

QSTと東京都立大学の研究チームは、体内筋肉の柔らかさ(約10kPa)と線維形状を模倣したゲル材料を放射線加工技術で開発し、「遅筋」特性を持つ培養筋肉の作製に成功した。遅筋は姿勢維持や持久的活動に重要だが、従来の硬く平坦な培養皿では作製できず、フレイル予防や治療研究の妨げとなっていた。本研究ではゼラチン由来ゲルの柔らかさや凹凸構造を精密調整し、遅筋特有の遺伝子(MYH7、ミオグロビン)の発現を促進、筋細胞を整列させることに成功。これにより、薬剤・機能性食品開発、再生医療、培養肉研究など多分野での応用が期待される。

開発したゲル材料
図1.身体の中の環境を模倣できるQST独自のゲル材料

<関連情報>

弾性とマイクロ溝の複合刺激が、遅筋繊維を特徴付ける整列した筋管を形成する Combined stimuli of elasticity and microgrooves form aligned myotubes that characterize slow twitch muscles

Hiroki Hamaguchi,Tomoko G. Oyama,Kotaro Oyama,Yasuko Manabe,Nobuharu L. Fujii &Mitsumasa Taguchi
Scientific Reports  Published:08 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-025-12744-7

Abstract

Skeletal muscles are classified into slow-twitch muscles composed primarily of type I and IIa fibers with high oxidative metabolism, and fast-twitch muscles composed of type IIx and IIb fibers with high glycolytic metabolism. Fiber-type shifts occur during development and aging; however, the stimuli that shift these types remain unclear. We analyzed the role of mechanical stimuli in myotube formation and shift to the characteristics of each fiber type using crosslinked gelatin gels with tunable elastic moduli (10–230 kPa) and microgrooves (3–50 µm). C2C12 myotubes on 10 kPa gel increased the expression of marker genes for type I and IIa fibers (MYH7 and MYH2) and oxidative metabolism (GLUT4 and myoglobin) than those on stiffer gels. Upregulation of PGC-1α on soft gel induced a shift toward slow-twitch muscle genetic characteristics. Microgrooves (3–10 µm) enhanced myoblast differentiation and myotube orientation, without affecting the gene expressions characterizing fiber types. This study demonstrated an approach to create highly oriented slow-twitch muscle models by controlling the elasticity and microgrooves.

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました