筋老化制御研究

 メンバー

リーダー
研究部長
 小野　悠介
研究員 中村　晃大、佐々木　崇
技術補佐員 岩田　可楠

キーワード

骨格筋、筋老化、サルコペニア、筋ジストロフィー、筋萎縮、筋肥大、筋可塑性、筋適応、筋エネルギー代謝、筋再生、サテライト細胞、筋幹細胞、マッスルメモリー、マイオカイン、エクサカイン、臓器連関、再生医療

主な研究

近年、我が国をはじめ世界的に高齢化が進行しており、加齢性筋脆弱症（サルコペニア）が社会問題として顕在化しています。サルコペニアを発症すると日常生活に支障をきたし、転倒・骨折や要介護のリスクが増大します。骨格筋を生涯にわたり健常に維持することは、人生100年時代を豊かに生きる鍵であり、医療費の削減と健康長寿社会の実現につながります。現在、当研究室では以下の3つの課題を推進しています。

① 骨格筋幹細胞の理解と制御

骨格筋の再生には、組織幹細胞であるサテライト細胞が不可欠です。本課題では、高い筋再構築能を有するサテライト細胞に着目し、その機能制御機構を分子レベルで解明することを目的とします。これにより、サルコペニアや筋ジストロフィーなどの難治性筋疾患に対する再生治療法の開発につなげます。

② 骨格筋の可塑性と老化・疾患の分子基盤解明

骨格筋は、レジスタンストレーニング等で負荷をかけると肥大し、ギプス固定やベッドレスト等で負荷が減ると萎縮する「可塑性」を有します。また、加齢、がん、糖尿病、急性・慢性炎症といった病態下では、負荷非依存的に筋萎縮が生じることも知られています。本課題では、骨格筋の可塑性を規定する分子基盤とその破綻機構を解明し、筋脆弱症の予防・治療戦略を創生します。

③ 筋疾患の病態解明と治療基盤創出

顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー（FSHD）では、細胞毒性をもつ転写因子DUX4が骨格筋に異所的に発現し、筋機能低下を引き起こすと考えられています。しかし、その詳細な分子機構は未だ十分に解明されていません。本課題では、FSHD動物モデルを用いて病態の本質的理解を進めるとともに、新規治療法の基盤構築を目指します。

当研究室では、骨格筋の再生や可塑性の基盤機構を解明するとともに、加齢や疾患によるその破綻メカニズムを包括的かつ統合的に理解し、健康寿命延伸に資する筋老化制御技術の開発に取り組みます。

筋疾患の病態解明と治療基盤創出

大学院生募集

当研究チームに大学院生として加わり、一緒に研究しませんか？そのためには、連携大学院に所属する必要があります。リストにない大学院については柔軟に対応いたします。また、日本学術振興会特別研究員として参画希望の方もお待ちしております。出身学部や経験は問いません。ご興味のある方はお気軽にお問い合わせ下さい（連絡先：E-mail: ono＠tmig.or.jp）。

なおPIの小野は国内唯一の発生医学の共同研究拠点である熊本大学発生医学研究所 にも所属しており、発生再生医学的な視点を取り入れて加齢医学研究を推進することが可能です。

学術論文等

英文原著（主要論文）

  1. Nakamura K, Ortuste-Quiroga HP, Horii N, Fujimaki S, Moroishi T, Nakayama KI, Hino S, Saito Y, Nishino I, Ono Y*. Iron supplementation alleviates pathologies in a mouse model of facioscapulohumeral muscular dystrophy. J Clin Invest. 2025 Jul 1;135(17):e181881.
  2. Kitajima Y, Yoshioka K, Mikumo Y, Ohki S, Maehara K, Ohkawa Y, OnoY*. Loss of Tob1 promotes muscle regeneration through muscle stem cell expansion. J Cell Sci. 2024 Aug 1;137(15):jcs261886.
  3. Fujimaki S, Ono Y*. Murine models of tenotomy-induced mechanical overloading and tail-suspension-induced mechanical unloading. Methods Mol Biol. 2023 Mar 30; 2640:207-215.
  4. Fujimaki S, Matsumoto T, Muramatsu M, Nagahisa H, Horii N, Seko D, Masuda S, Wang X, Asakura Y, Takahashi Y, Miyamoto Y, Usuki S, Yasunaga KI, Kamei Y, Nishinakamura R, Minami T, Fukuda T, Asakura A, Ono Y*. The endothelial Dll4−muscular Notch2 axis regulates skeletal muscle mass. Nature Metab. 2022 Feb;4(2):180-189.
  5. Tsuchiya Y, Ono Y*. An in vitro mechanical damage model of isolated myofibers in a floating culture condition. Bio Protoc. 2022 Jan 5;12(1):e4280.
  6. Yoshioka K, Nagahisa H, Miura F, Araki H, Kamei Y, Kitajima Y, Seko D, Nogami J, Tsuchiya Y, Okazaki N, Yonekura A, Ohba S, Sumita Y, Chiba K, Ito K, Asahina I, Ogawa Y, Ito T, Ohkawa Y, Ono Y*. Hoxa10 mediates positional memory to govern stem cell function in adult skeletal muscle. Science Adv. 2021 Jun 9. 7: eabd7924.
  7. Yoshioka K, Kitajima Y, Seko D, Tsuchiya Y, Ono Y*. The body-region-specificity in murine models of muscle regeneration and atrophy. Acta Physiol (Oxf). 2021 Jan;231(1):e13553.
  8. Tsuchiya Y, Kitajima Y, Masumoto H, Ono Y*. Damaged myofiber-derived metabolic enzymes act as activators of muscle satellite cells. Stem Cell Rep. 2020 Oct 13;15(4):926-940. (The Best of Stem Cell Reports 2020−2021).
  9. Kitajima Y*, Suzuki N, Yoshioka K, Izumi R, Tateyama M, Tashiro Y, Takahashi R, Aoki M, Ono Y*. Inducible Rpt3, a proteasome component, knockout in adult skeletal muscle results in muscle atrophy. Front Cell Dev Biol. 2020 Sep 2;8:859.
  10. Seko D#, Fujita R#, Kitajima Y, Nakamura K, Imai Y, Ono Y*. Estrogen receptor β controls muscle growth and regeneration in young female mice. Stem Cell Rep. 2020 Sep 8;15:577-586.
  11. Yoshioka K, Kitajima Y, Okazaki N, Chiba K, Yonekura A, Ono Y*. A Modified pre-plating method for high-yield and high-purity muscle stem cell isolation from human/mouse skeletal muscle tissues. Front Cell Dev Biol. 2020 Aug 13;8:793.
  12. Yoshioka K, Fujita R, Seko D, Suematsu T, Miura S, Ono Y*. Distinct roles of Zmynd17 and PGC1α in mitochondrial quality control and biogenesis in skeletal muscle. Front Cell Dev Biol. 2019 Dec 10;7:330.
  13. Kitajima Y*, Suzuki N, Nunomiya A, Osana S, Yoshioka K, Tashiro Y, Takahashi R, Ono Y*, Aoki M, and Nagatomi R*. The Ubiquitin-proteasome system is indispensable for the maintenance of muscle stem cells. Stem Cell Rep. 2018 Dec 11;11(6):1523-1538.
  14. Fujita R, Yoshioka K#, Seko D#, Suematsu T, Mitsuhashi S, Senoo N, Miura S, Nishino I, Ono Y*. Zmynd17 controls muscle mitochondrial quality and whole-body metabolism. FASEB J. 2018 Sep;32(9):5012-5025.
  15. Kitajima Y and Ono Y*. Visualization of PAX7 protein dynamics in muscle satellite cells in a YFP-knock-in-mouse line. Skelet Muscle. 2018 Aug 24;8(1):26.
  16. Fujimaki S, Seko D, Kitajima Y, Yoshioka K, Tsuchiya Y, Masuda S, Ono Y*. Notch1 and Notch2 coordinately regulate muscle stem cell function in the quiescent and activated states. Stem Cells. 2018 Feb;36(2):278-285.
  17. Kitajima Y, Ogawa S, Egusa S, Ono Y*. Soymilk improves muscle weakness in young ovariectomized female mice. Nutrients. 2017 Aug 4;9(8). pii: E834.
  18. Kitajima Y, Ogawa S and Ono Y*. Visualizing the functional heterogeneity in muscle stem cells. Methods Mol Biol. 2016 1516:183-93.
  19. Kitajima Y, Ono Y*. Estrogens maintain skeletal muscle and satellite cell functions. J Endocrinol. 2016 Jun. 229, 267-275.
  20. Seko D, Ogawa S, Li TS, Taimura A, Ono Y*. μ-Crystallin controls muscle function through thyroid hormone action. FASEB J. 2016 May;30(5):1733-40.
  21. Masuda S, Hisamatsu T, Seko S, Urata Y, Goto S, Li TS, Ono Y*. Time- and dose-dependent effects of total-body ionising radiation on muscle stem cells. Physiol Rep. 3 (4), 2015, e12377.
  22. Ono Y*, Urata Y, Goto S, Nakagawa S, Humbert PO, Li TS, Zammit PS. Muscle stem cell fate is controlled by the cell polarity protein Scrib. Cell Rep. 2015 Feb 24;10(7):1135-48.

*Corresponding author; #Equally contributed authors.

英文総説

  1. Okino R, Goda, Y, Ono Y*. The Hox-based positional memory in muscle stem cells. J Biochem. 2024 Aug 28:mvae059. Review Article.
  2. Ortuste Quiroga HP, Fujimaki S, Ono Y. Pax7 reporter mouse models: a pocket guide for satellite cell research. Eur J Trans Myol. 2023 Dec 18. Review Article.
  3. Fujimaki S and Ono Y*. Notch signaling in the regulation of skeletal muscle stem cells. J Phys Fitness Sports Med. 7 (4): 213-219 (2018) Review Article.
  4. Fujita R and Ono Y*. eIF2α, a potential target for stem cell-based therapies. Stem Cell Investigation. 2016 2016 Jul 22;3:30. Editorial.
  5. Fujita R, Seko S, Ono Y*. Scribble dictates orderly stem cell fate. Oncotarget. 2015, Vol. 6, No.22.18738-9. Editorial.
  6. Ono Y*. Satellite cell heterogeneity and hierarchy in skeletal muscle. J Phys Fitness Sports Med. 3(2): 229-234, 2014. Review Article.

邦文総説

  1. 堀居直希、小野悠介　マッスルメモリーの分子基盤：筋核仮説とエピジェネティック仮説の統合的理解. 基礎老化研究. 50（1）; 25-27, 2026.
  2. 小野悠介. 藤巻慎. 骨格筋の萎縮を司るDll4 - Notch2軸「実験医学増刊：老化に立ち向かうサルコペニア・フレイルの科学（分担執筆）」Vol.43 No.5，実験医学増刊，羊土社 2025年3月5日
  3. 小野悠介，藤巻慎.　Notch シグナルによる骨格筋量調節. 糖尿病・内分泌代謝科，科学評論社, Vol.57, No.4, 481-478, 2023.
  4. 小野悠介. 筋萎縮の治療戦略. 糖尿病合併症, メディカル・ジャーナル社, Vol.37, No.2, 209-212, 2023.
  5. 小野悠介. TOPICS：筋肉には胎児期の位置記憶が存在する－骨格筋の部位特異性に新たな視座－. 医学のあゆみ, 281巻11号. 医歯薬出版株式会社, 2022年6月.
  6. 小野悠介. 骨格筋の身体位置記憶（ポジショナルメモリー）「実験医学増刊：骨格筋研究―代謝・運動を解き明かし超高齢社会に挑む（分担執筆）」Vol.40 , No.2, 実験医学，羊土社 2022年1月.
  7. 小野悠介. カヘキシアにおけるサルコペニアと液性因子. 医学のあゆみ, 274巻6・7号. 医歯薬出版株式会社, 2020年8月.
  8. 中村晃大，小野悠介. 顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーの基礎研究の現状. 難病と在宅ケア Vol.25 No.8, 10-14. 2019年12月.
  9. 林晋一郎，小野悠介. 骨格筋からのサテライト細胞の単離法「実験医学増刊：超高齢社会に挑む骨格筋のメディカルサイエンス（分担執筆）」. Vol.36 No.7実験医学，羊土社 2018年.
  10. 吉岡潔志，小野悠介. がん悪液質における身体部位特異的な筋応答. 基礎老化研究. 巻：41 (3) 41-43, 2017.
  11. 北島百合子，江草信太郎, 小野悠介. 女性アスリートの三主徴とエストロゲン欠乏が骨格筋に与える影響. 日本スポーツ栄養学会誌. Vol. 10, 83-90, 2017.1.
  12. 吉岡潔志，小野悠介. サテライト細胞の部位特異性と筋の肥大・萎縮．体育の科学．2016年9月.
  13. 瀬古大暉，小川静香，小野悠介. サテライト細胞と細胞極性．基礎老化研究. 巻：40 (1) 19-25, 2016.
  14. 小野悠介. 筋サテライト細胞の不均一性「特集：特殊な幹細胞としての骨格筋サテライト細胞」生体の科学Vol.64 No.2, 2013.小野悠介. 骨格筋部位特異的なサテライト細胞の性質と加齢による変容．基礎老化研究．巻：36 (3) 51-53，2012.

学術図書

  1. 小野悠介「運動生理学（分担執筆）小山勝弘・安藤大輔　編著 改訂第3版」三共出版 2025年.
  2. 小野悠介. 筋持久力増強運動と筋(骨格)系. 「明日の運動療法を磨く理学療法プラクティス：こだわり抜く筋持久力増強運動（分担執筆）」文光堂, 2023年.
  3. 小野悠介. がんが及ぼす影響－カヘキシア「よくわかる老年腫瘍学（分担執筆）」日本がんサポーティブケア学会編，金原出版株式会社，2023年.
  4. Yusuke Ono. Stem cell hierarchies in muscle satellite cells. In: Sakuma K Ed., "Basic Biology and Current Understanding of Skeletal Muscle". NOVA Biomedical, 2013.
  5. 小野悠介　再生医療で用いられる細胞種の培養～骨格筋幹細胞～「再生医療事業の課題解決のための手引書（分担執筆）」技術情報協会出版, 2013年.
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