【研究領域課題番号】21H02693 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / 寿命 / 代謝 / がん化 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

我々は、老化に関与する可能性がある分泌タンパク質としてNTを見出したので、NTが老化・代謝・がん化に与える影響をさらに具体的に明らかにすることを目的として研究を進めた。
本年度までの研究成果から、NTはヒト線維芽細胞IMR90細胞の老化を惹起する機能を有することを示唆する結果が得られている。本年度は、まずNT欠損マウス胎児より調製したMEFを用いた解析を行った。その結果、NT欠損マウス由来のMEFでは継代数の増加に伴う細胞老化が抑制されることを見出した。続いて、NT欠損マウス個体レベルでの解析を試みた。NT欠損マウスは通常飼育下では野生型と比べて体重に変化は無く、雌雄ともにインスリン感受性にも差は認められなかった。そこで、脂肪組織に対して生理的な条件下で老化を引き起こすために高脂肪食負荷を行い、インスリン感受性の変化を検討した。その結果、NT欠損雄マウスでは高脂肪食負荷時において、インスリン感受性が改善しており、そのことは血中Hb1Ac値の低下からも確認された。さらに、脂肪組織における老化シグナルの発現を確認したところ、NTM欠損マウスの脂肪組織ではIL-6などの老化関連遺伝子の発現減少が確認された。
そこで、NTの阻害剤は抗老化・糖尿病の治療薬になりうるという仮説の下、NTに対する中和抗体の作製を試みた。NTリコンビナントタンパク質もしくはNTM強制発現細胞をマウスに免疫したのちに、抗体産生ハイブリドーマを作成し、抗NTモノクローナル抗体を生産するクローンを選択した。得られたモノクローナル抗体をIMR90細胞に作用させたところ、Ras強制発現に伴う老化惹起を緩和する効果を有するクローンが見出された。したがって、我々はNTMに対する中和抗体の取得に成功したと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】17H01537 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / SASP / RNA結合タンパク質 / 転写後調節 / 寿命 / 代謝 / インスリン感受性 / シグナル伝達 / 遺伝子発現

【研究成果の概要】

我々は、RNA結合蛋白質Mex3Bの欠損マウスが野生型と比較して寿命が優位に延長し、さらに細胞老化も阻害されていることを見出した。近年、細胞老化(senescence)と個体の老化を結びつける現象としてSASP（老化した細胞がサイトカイン、成長因子、細胞外基質など多種の蛋白質を細胞外に放出する現象）が注目されている。本研究　において、我々はMex3BがSASPにおいて細胞外放出されるタンパク質群のmRNAに結合して発現を調節していることを見出した。さらに我々は、新規の分泌タンパク質SIF-2を同定し、Mex3Bの下流において細胞老化に重要な役割を担っていることを明らかにした。

【研究の社会的意義】

近年、老化細胞を除去したマウスの寿命が延長することが示され、細胞老化が個体老化の原因の一つであることが明らかとなったが、細胞老化が個体老化を誘導する分子機構には不明な点が多い。本研究により同定された細胞老化に重要な役割を果たす新規細胞外分泌タンパク質SIF-2の機能が明らかになることにより、細胞老化ならびに個体老化の分子機構の解明に新たな進展が期待される。さらに、本研究で得られた知見をもとに、SIF-2やその受容体に対する抗体や低分子化合物による老化制御、リコンビナントSIF-2によるがん細胞の老化誘導など社会的インパクトの高い応用が可能であると期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】16H04781 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

RhoGTPase / PKC / PP2A / 酵母 / Rho1 / Pkc1 / GAP / シグナル伝達 / Rho GTPase / ストレス応答 / 細胞周期制御 / 癌 / 菌類 / 蛋白質 / 老化 / 細胞 / GTPase

【研究成果の概要】

出芽酵母Rho1GTPaseはヒト発がん遺伝子RhoAの相同遺伝子でストレス応答時にはPKCを介したMAPキナーゼ経路の活性化を、栄養増殖時にはPP2Aを介した細胞壁合成を促進することが知られている。しかしRho1がどのようにしてPKCとPP2Aという２種類の異なる標的を使い分けているのかは謎であった。本研究では①Rho1-PKC経路とRho1-PP2A経路はそれぞれポジティブフィードバックによって安定化すること及び②PKCとPP2Aがお互いに阻害しあうことを明らかにした。これらの結果はRho1下流の二つの経路がどちらか一方のみしか活性化できないことをうまく説明することができる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】24659668 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨代謝 / 骨形成 / 骨吸収 / シグナル伝達 / 薬理活性 / 生体分子 / 生理活性 / 薬理学 / 老化

【研究成果の概要】

RANKLは成熟破骨細胞形成を刺激する分子であり、RANKL中和抗体が成熟破骨細胞の形成を抑制できることは既に知られている。一方我々は、骨芽細胞に発現するRANKLは、シグナル受容分子としても機能し、骨形成上昇に寄与することを見出している。従って、RANKL細胞外ドメインを標的とし、骨形成を上昇させると共に骨吸収を抑制する分子の創製が可能であると考えた。標的に対する高い選択性、将来的な医薬品への応用性などを考慮し、完全ヒト型抗体フラグメントを用いて分子の創製を試みた。その結果、三量体化した単鎖ヒト型抗体可変領域として、上述の条件を満たす組み換えタンパク質の取得に成功した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】24390349 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / 生体分子 / 生理活性 / 薬理学 / 老化

【研究成果の概要】

新規シグナル伝達経路であるRANKL逆シグナルに関して、生理的な機能を明らかにすることを目指した。近年、生理的な成熟破骨細胞形成過程を中心的に制御しているのは骨細胞であることが報告された。そこでまず、骨細胞におけるRANKL逆シグナルを解析した結果、リソソームに蓄積するRANKL分子の骨細胞表面への放出をトリガーする役割を果たすことが明らかとなった。さらに、骨芽細胞におけるRANKL逆シグナルの役割を解析した結果、破骨細胞から膜小胞エクソソームに積み込まれた形で放出されるRANKを受容し、骨芽細胞分化を促進することが明らかとなり、カップリング機構の一部として機能していることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】24659181 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / トランスジェニックマウス / 機能性食品 / ガン / 臓器連関 / メタボリックシンドローム / カロリー制限 / 転写因子 / 生活習慣病 / 高脂血症 / 遺伝子組換えマウス / シグナル伝達 / 核内受容体 / 加齢 / 老化関連疾患

【研究成果の概要】

細胞およびマウスをもちいた抗老化物質探索系の構築と実験系の評価、および抗老化状態と関連する細胞内シグナル伝達系の解析を行った。細胞、およびマウスをもちいた両方の実験系において、複数の既存物質を添加、または投与することによって、抗老化と関連した代謝状態を模倣できる可能性が示唆された。これらの結果から、構築した実験系が有効に機能することが示唆され、さらに抗老化状態と関連する細胞内シグナル伝達系の一部を明らかにした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】24659137 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / シグナル伝達 / 発現抑制

【研究成果の概要】

DNA二重鎖切断の数が細胞老化誘導を決定していると予想し、細胞内にゲノムDNA上に存在しない制限酵素部位I-SceIサイトを複数箇所導入して細胞運命を解析した。しかしながら、一カ所のDNA二重鎖切断であっても細胞周期のG2期におこった場合、p53依存的な細胞分裂期回避がおこり、４倍体G1期細胞が生じて細胞老化が誘導される事が分かった。この細胞分裂期回避の分子機構として、p53-p21の発現誘導による早期APC-C/Cdh1の活性化と、p53-pRb経路による転写抑制による細胞分裂期タンパク質の著減が重要な役割を果たしている事が分かった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】応用健康科学

【研究領域課題番号】23500838 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / 加齢 / アンチエイジング / 遺伝子 / シグナル伝達 / FOXO / ストレス耐性 / サーチュイン / SMP30 / 長寿

【研究成果の概要】

加齢指標タンパク質３０（SMP30）は加齢にともないラット肝臓で顕著に発現が減少するタンパク質として同定された。ヒトSMP30の遺伝子発現調節機構を明らかにすることは老化のメカニズムを知り老化を予防する方策を開発する上で重要である。老化という現象は進化的に高度に保存されたシグナル伝達系により調節を受け最も主流となるシグナル伝達系はインスリン・インスリン様成長因子シグナル伝達系（IIS）である。本研究ではヒト細胞HepG2を用いて、SMP30がIIS伝達系により制御を受けることが明らかとなった。ヒトSMP30遺伝子の配列の解析から、この制御にはFOXO転写因子の関与が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】発がん

【研究領域課題番号】23240124 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / ゲノム / シグナル伝達 / 発現抑制 / 老化

【研究成果の概要】

我々は細胞老化過程についてFucciシステムを用いたタイムラプスイメージングで解析を行った。その結果、老化過程では、G2期の細胞が細胞分裂期を回避してG1期に移行することが分かった。この分裂期回避にはp53が必須の役割を果たしていること、またG2期の細胞に一過性にp53を活性化させるだけで細胞老化が誘導されることが分かった。さらに、p53は早期のAPC/CCdh1の活性化と、pRb/p107/p130による転写抑制を介して、様々な分裂期制御因子タンパク質の量を著減させることで分裂期回避を誘導していることが分かった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】49,400千円 (直接経費: 38,000千円、間接経費: 11,400千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】22590814 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カロリー制限 / 心筋虚血 / 心保護 / 電子伝達系 / 脱アセチル化 / ミトコンドリア / sirtuin / SIRT1 / 再灌流傷害 / 遺伝子発現 / 補体 / 老化 / シグナル伝達 / ストレス

【研究成果の概要】

カロリー制限(以下CR)は、強力な虚血心筋保護効果を発揮する。我々は、CRは特定のミトコンドリア蛋白の脱アセチル化修飾を介して虚血ストレス時の活性酸素種産出を軽減し、心保護効果を発揮する可能性を見出した。このミトコンドリア蛋白修飾は、sirtuin familyによりもたらされていると推測された。次に我々は、心筋細胞特異的SIRT1欠損マウスを作製し、CR効果の発現には心筋細胞のSIRT1が必須であることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)