【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)

【研究領域課題番号】20K20384 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

免疫学 / 免疫記憶 / 腫瘍免疫 / サイトカイン / 代謝 / 抗腫瘍免疫 / 免疫 / アレルギー・喘息 / シグナル伝達 / T細胞 / 記憶T細 / T細胞疲弊 / メモリーT細胞 / Notchシグナル / 核内受容体 / 酸化的りん酸化 / 制御性T細胞 / PD1 / DNAメチル化 / ミトコンドリア

【研究成果の概要】

T細胞の疲弊化は腫瘍免疫の効果を減弱させるだけではなく、チェックポイント阻害療法抵抗性の原因となる。しかしT細胞疲弊化の分子機構の解明は始まったばかりである。本研究では核内受容体NR4aファミリーがCD8+T細胞の疲弊化に中心的な役割を果たすことを見出した。さらにNR4aを欠損させることで強い抗腫瘍効果が得られることを見出した。一方で疲弊化したT細胞を若いメモリーにリプログラムする方法としてCAR-Tなどの活性化したT細胞をNotchリガンドを発現するOP9細胞と共培養することにより幹細胞メモリーT（Tscm）様細胞（iTscm） に転換できることを示した。現在このメカニズムを解明しつつある。

【研究の社会的意義】

がんにおける免疫チェックポイント阻害療法はノーベル賞を受賞したこともあって大きな注目を集めている。しかし療法抵抗性の患者も多く、より強力な免疫療法の開発が望まれている。腫瘍免疫の効果を減弱させる大きな要因のひとつはがんを攻撃するT細胞疲弊化である。我々のグループは疲弊化を起こす原因遺伝子としてNR4aを発見し、さらに疲弊化したT細胞をより若いメモリー幹細胞にリプログラム方法を開発した。このメカニズムを解明できればがんの免疫療法の可能性を大きく広げることになる。

【研究種目】挑戦的研究(開拓)

【研究期間】2020-04-01 - 2021-03-31

【配分額】26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)

【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】免疫学

【研究領域課題番号】16K15292 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腫瘍免疫 / メモリーT細胞 / 疲弊化 / Notch / 分化制御 / 細胞移入療法 / 幹細胞メモリーT細胞 / 記憶T細胞 / 免疫学 / 代謝 / Notchシグナル / 抗腫瘍免疫 / 獲得免疫 / 細胞老化 / リプログラム / 癌 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

最近、新規メモリーT細胞サブセットである幹細胞メモリーT（Tscm）細胞が発見され、新たなT細胞移入療法の素材として注目されている。Tscm細胞は長命で抗原刺激に応答して急速に増殖し、多数のエフェクターT細胞を産生する。我々はヒト末梢血よりEBウイルスや腫瘍抗原特異的T細胞を増幅させたのち、ヒトNotch-ligand, hDLL1を発現するOP9細胞と共培養することにより、エフェクターT細胞をTscm様細胞（iTscm） に転換できることを示した。iTscm細胞はヒト化マウスモデルにおいて従来の活性化T細胞よりもはるかに強い抗腫瘍能力を示した。

【研究の社会的意義】

試験管内におけるTscm細胞の作製法およびがん免疫療法への応用が多数報告されている。しかしながら既報の作製法はナイーブT細胞に弱いTCR刺激やシグナル阻害剤を用いることで活性化を抑制しながら分化を誘導するものである。我々が開発したiTscm細胞は一旦活性化して疲弊化したT細胞からも作成できるところが特徴である。すなわち分化段階を一段巻き戻したものであり、このメカニズムを解明する事でいまだ十分解明されていないTscmの発生機構が明らかになると思われる。また我々の方法はがんのT細胞移入療法の効果を高めうると考えられる。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】26293219 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

代謝 / 糖尿病 / Pin1 / インスリン / プロリン異性化酵素 / メタボリックシンドローム / 肥満 / シグナル伝達 / 肝細胞 / LUBAC / TFG / メタボシックシンドローム / インスリン抵抗性 / インスリン分泌

【研究成果の概要】

プロリン異性化酵素とは、プロリンとそのN端側のアミノ酸と間のペプチド結合をcis体からtrans体に変化させることで標的タンパクの機能変化を誘導するユニークな酵素である。今回、Pin1はAMPKのγサブユニットに結合し、AMPK活性化抑制から脂肪分解を抑制することが判明した。さらに、Pin1は、転写共役因子PRDM16に結合し分解を促進することで脂肪細胞におけるUCP1発現を抑制することを見出した。以上から、過栄養状態で増加したPin1は多様な標的タンパクと相互作用し、全身レベルでの代謝異常や慢性炎症の発症に寄与する。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】25460385 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膜ドメイン / 脂質代謝 / シグナル / がん / シグナル伝達 / コレステロール / スフィンゴ糖脂質 / 代謝 / mTOR / 癌

【研究成果の概要】

細胞膜ドメイン（脂質ラフト）はがん細胞の悪性形質など細胞機能の発現に極めて重要な役割を果たしている。そのため、細胞膜ドメイン機能の制御機構を解明することはがん細胞の悪性形質増強のメカニズムを理解し、悪性腫瘍に対する新しい治療戦略を開発する上で重要である。本研究課題において、我々は脂質代謝を制御する転写因子SREBPががん細胞の細胞膜ドメイン機能や悪性形質を制御する因子として極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、小胞体でのSREBP活性化を調節する制御メカニズムを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】22780249 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

代謝 / 内分泌制御 / シグナル伝達 / 発現制御 / 核酸 / タンパク質 / 応用動物

【研究成果の概要】

我々は、インスリンやインスリン様成長因子(IGF)の細胞内シグナルを仲介するインスリン受容体基質(IRS)がRNAと複合体を形成していることを見出し、この複合体形成の意義を解析した。その結果、IRSは、(1)small nucleolar RNA(snoRNA)の生合成を促進して、リボソームの成熟・活性化を進める、(2)mRNAの配列内リボソーム進入部位(IRES)を介した翻訳を調節する、という多面的な意義を有している可能性を示した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】18390271 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インスリン / 糖代謝 / 糖尿病 / グルコーストランスポーター / プロテオミクス / Pin1 / 代謝 / シグナル伝達 / 糖取り込み

【研究成果の概要】

インスリンの作用には、IRS-1/2を介したPI3-kinase/Akt活性化が極めて重要な役割を果たしている。我々は、IRS-1に結合するタンパクを、免疫沈降からの複合体解析をLC/MS/MSのシステムを用いて網羅的に検索し、proryl isomerarse I(Pin1)を同定した。Pin1は、プロリンをtrans構造に変化させることでタンパクの構造変化をもたらし、機能を修飾する蛋白である。
重要なことに、Pin1は高脂肪食負荷に伴って発現量が増加する。また、絶食で低下し、食事の再摂取によって発現が増加する。Pin1は、IRS-1に結合しインスリンによるシグナル伝達を顕著に亢進させることが判明した。Pin1のKOマウスでは、肝臓や筋肉におけるインスリン抵抗性が認められた。また、Pin1をob/obマウスの肝臓に過剰発現させると、低下していたインスリン依存性のPI3-kinase/Akt活性化が回復し、耐糖能を顕著に改善した。これらを総合的に判断すると、Pin1の発現を増加させたり、Pin1と結合する部位であるIRS-1のSer434周囲に結合する分子を探索することで、インスリン感受性を改善する新規糖尿病治療薬開発への可能性が考えられる。また、GLUT4及びGLUT1のC末端に、flag tagとmyc tagを逆に配置したMEFタグを取り付けた蛋白(GLUT4/1-flag-TEV-myc)をコードするcDNAを作成し、これらを発現させた細胞から、高純度のGLUT4/1含有小胞を精製する。得られたGLUT4/1含有小胞より蛋白を抽出し、2次元電気泳動を行い、GLUT4/1含有小胞それぞれについてプロテオームマップを作成した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】17,400千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 1,800千円)