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慢性炎症の起点となる細胞老化のリバイバル機構の解明

Planned Research

Project AreaElucidation of the Aging Clock Revival Mechanism - A New Paradigm Shift in Aging Research
Project/Area Number 23H03835
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

城村 由和  金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (40616322)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000)
Fiscal Year 2025: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords細胞老化 / 細胞周期 / 慢性炎症 / 部分的リプログラミング / 多階層マルチオミクス / 線維化 / 個体老化 / 一細胞遺伝子発現解析 / マルチオミクス / p16INK4A
Outline of Research at the Start

老化細胞可視化マウスや老化細胞特異的に『山中因子』を一過的に発現させることができる新規マウスモデルを用いて、肝臓・腎臓・膵臓における老化細胞と部分的リプログラミングを誘導した老化細胞のマルチオミクス解析を行うことで、細胞老化のリバイバルの分子機構を解明し、細胞老化の鍵となるエピゲノム情報を抽出する。さらに、上記のマウスモデルや得られた分子情報を基に遺伝学・薬理学的アプローチにより、生体内において老化細胞をリバイバルした際に、組織線維化・組織再生能低下に与える影響やその分子基盤を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、老化細胞の正常細胞状態への若返り『老化細胞リバイバル』の可能性を検証することを目的とした。さらに、マルチオミクス解析を行うことで、老化細胞リバイバルの鍵となるエピゲノム情報を中心にした基本原理を明らかにすることで、『山中因子』を用いることなく『老化細胞リバイバル』を可能にする効果的かつ安全な健康寿命延伸法の分子基盤を構築する。また、『老化細胞リバイバル』が、その他の個体老化の主要な成因である組織再生能の低下・組織線維化に与える影響を解析することで、個体老化における老化細胞の役割について統合的な理解を目指す。
本年度は、老化細胞のマルチオミクス解析のためのプラットフォームを構築するために、野生型マウス由来の胎児線維芽細胞の細胞老化過程における経時的な『トランスクリプトーム・DNAメチローム』 (A01~A03間の連携) 、 及び『プロテオーム・メタボローム・リピドーム・グライコーム』(A04との連携)の解析を行った。その結果、興味深いことに、がん抑制因子pRbファミリーによって制御される細胞周期関連因子の発現は老化誘導後4日がもっとも発現が抑制されており、誘導後12日においては、部分的に発現抑制が解除されることを見出した。一方、そのような変化を示した因子群は、タンパク質レベルでは恒常的に発現が抑制されていることがプロテオーム解析から明らかになった。これらの結果は、老化細胞のもっとも重要な特性の一つである不可逆的な細胞周期停止は転写レベルだけではなく、転写後制御や翻訳制御が常陽な役割を担っている可能性を強く示唆している。また、また、その他のオミクス解析からもこれまで報告がないデータも得られており、来年度以降に詳細な解析を進めていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

老化細胞のマルチオミクス解析のためのプラットフォームを構築を目指し、トラスクリプトーム・プロテオーム解析データの統合から興味深い知見が得られたが、他のオミクス解析データの統合については解析が完了しなかったため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、トラスクリプトーム・プロテオーム解析データに加えて、他のオミクス解析データを統合することで、多階層マルチオミクス解析のプラットフォームを構築する。さらに、構築したプラットフォームを活用して、老化細胞の若返り過程の分子機構の解析を進める。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 10 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Autophagy Inhibition?induced Cytosolic DNA Sensing Combined with Differentiation Therapy Induces Irreversible Myeloid Differentiation in Leukemia Cells2024

    • Author(s)
      Baba Tomohisa、Tomaru Utano、Hirao Atsushi、Mukaida Naofumi、Johmura Yoshikazu
    • Journal Title

      Cancer Research Communications

      Volume: 4 Issue: 3 Pages: 849-860

    • DOI

      10.1158/2767-9764.crc-23-0507

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2024

    • Author(s)
      Suda Kojiro、Moriyama Yohsuke、Razali Nurhanani、Chiu Yatzu、Masukagami Yumiko、Nishimura Koutarou、Barbee Hunter、Takase Hiroshi、Sugiyama Shinju、Yamazaki Yuta、Sato Yoshikatsu、Higashiyama Tetsuya、Johmura Yoshikazu、Nakanishi Makoto、Kono Keiko
    • Journal Title

      Nature Aging

      Volume: 4 Issue: 3 Pages: 319-335

    • DOI

      10.1038/s43587-024-00575-6

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] LONRF2 is a protein quality control ubiquitin ligase whose deficiency causes late-onset neurological deficits2023

    • Author(s)
      Li Dan、Johmura Yoshikazu、Morimoto Satoru et al.
    • Journal Title

      Nature Aging

      Volume: 3 Issue: 8 Pages: 1001-1019

    • DOI

      10.1038/s43587-023-00464-4

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vivo dynamics of senescence in rhabdomyolysis-induced acute kidney injury2023

    • Author(s)
      Harris Alexander S.、Aratani Sae、Johmura Yoshikazu、Suzuki Narumi、Dan Li、Nakanishi Makoto
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 673 Pages: 121-130

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.06.046

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The chemotherapeutic drug doxorubicin does not exacerbate p16Ink4a-positive senescent cell accumulation and cardiometabolic disease development in young adult female LDLR-deficient mice2023

    • Author(s)
      Postmus Andrea C.、Kruit Janine K.、Eilers Roos E.、Havinga Rick、Koster Mirjam H.、Johmura Yoshikazu、Nakanishi Makoto、van de Sluis Bart、Jonker Johan W.
    • Journal Title

      Toxicology and Applied Pharmacology

      Volume: 468 Pages: 116531-116531

    • DOI

      10.1016/j.taap.2023.116531

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] がん間質中の老化細胞の同定と性状解析2023

    • Author(s)
      城村由和
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 老化細胞の一細胞遺伝子発現解析による加齢に伴うがんの悪性進展機構の解明2023

    • Author(s)
      城村由和
    • Organizer
      第10回JCRベーシックリサーチカンファレンス
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of the dynamics, origin, and properties of senescent cells induced during tissue damage2023

    • Author(s)
      Nakano Y, Johmura Y
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] In Vivo Lineage Tracing of p16-expressing Senescent Cells in Acute Liver Injury2023

    • Author(s)
      Nakano Y, Zhang Z, Kumamoto S, Johmura Y
    • Organizer
      第18回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞老化を標的とした先進的な健康寿命延伸法の創出を目指して2023

    • Author(s)
      城村由和
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Autophagy inhibitors cooperate to induce an irreversible myeloid differentiation in AML differentiation therapy2023

    • Author(s)
      Baba T, Johmura Y
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Pre-existed Senescent Fibroblasts in aged bladder create tumor permissive niche2023

    • Author(s)
      Johmura Y
    • Organizer
      The 11th KUCRI-FUSCC Joint Symposium on Tumor Biology 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Developing the approaches to treat aging and chronic inflammatory diseases by targeting senescent cells2023

    • Author(s)
      Johmura Y
    • Organizer
      India - Japan Cancer Symposium International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa 2023 Kanazawa University SAKIGAKE Symposium
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼLONRF2による変性タンパク質分解を介したプロテオスタシス制御2023

    • Author(s)
      城村由和
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 変性タンパク質選択的ユビキチンリガーゼLONRF2の欠損は加齢性神経変性を引き起こす2023

    • Author(s)
      城村由和
    • Organizer
      第23回日本抗加齢医学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 実験医学 41(15)2023

    • Author(s)
      大森 徳貴 城村 由和
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758104135
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 神経変性疾患の原因となる異常タンパク質の分解を誘導する酵素を同定 ―神経変性疾患治療への応用―

    • URL

      https://www.kanazawa-u.ac.jp/rd/127647

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2025-06-20  

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