加齢に伴う老化細胞に対する免疫応答システムの変化とその意義の解明

• Project/Area Number: 14J10280
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Experimental pathology
• Research Institution: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: 大熊 敦史 公益財団法人がん研究会, がん生物部, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 細胞老化 / p16Ink4a / HRAS / 個体老化 / CDKインヒビター

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、生体内で老化細胞が蓄積すると加齢性疾患を発症するのか、老化細胞の誘導方法が異なると生体内での機能や免疫系との相互作用が異なるのか、について研究を行った。
タモキシフェン（TM）投与によって、機能的マーカーであるp16Ink4aの発現を全身で誘導できるマウス（p16-Tgマウス）は、誘導後脱毛や筋力低下、さらには骨量の低下など個体老化で見られる変化が観察された。また、TM投与によって、発がんストレスにより細胞老化を誘導するHRASV12の発現を全身で誘導できるマウス（HRAS-Tgマウス）では、誘導後3-4週間で衰弱死することが判明した。血清検査の結果、HRASを誘導したマウスでは腎不全を示唆するBUN, クレアチニンの増加がみられた。また、p16-Tgマウスでは、上記の腎不全のマーカーには変化はみられず、腎臓は細胞老化の質の違いを観察するのに適した臓器である可能性が高い。また、4-OHTを皮膚塗布することによって、p16Ink4aとHRASを誘導する組織を皮膚上皮細胞のみに限定し観察することにした場合、短期的にはp16過剰発現細胞が減少しないのに比べ、RAS過剰発現細胞は誘導後１-２週間程度で半減する。長期的に観察すると、4-OHT塗布後の皮膚はp16-Tgマウスは毛周期が停止し体毛が生えてこないのに対し、HRAS-Tgマウスは皮膚が肥厚し腫瘍が発生する。腫瘍内部にはHRAS誘導細胞がクラスターを形成しており、初期に除去されなかったHRAS誘導細胞が増殖したことが想定されるが、腫瘍内のHRAS誘導細胞は細胞増殖のマーカーKi67陰性でありその周囲の細胞がKi67陽性であった。さらには、HRAS誘導細胞はDNAダメージマーカーが陽性であることからも、細胞老化により増殖停止している可能性が高い。老化細胞が周囲の細胞をがん化させる可能性について現在調査中である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dysregulation of the Bmi-1/p16Ink4a pathway provokes an aging-associated decline of submandibular gland function. (2015)
  • Author(s): Yamakoshi K, Katano S, Iida M, Kimura H, Okuma A, Ikemoto-Uezumi M, Ohtani N, Hara E, Maruyama M.
  • Journal Title: Aging Cell Volume: - Issue: 4 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1111/acel.12337
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ablation of the p16INK4a tumour suppressor reverses ageing phenotypes of klotho mice (2015)
  • Author(s): Seidai Sato, Yuka Kawamata, Akiko Takahashi, Yoshinori Imai, Aki Hanyu, Atsushi Okuma, Masaki Takasugi, Kimi Yamakoshi, Hiroyuki Sorimachi, Hiroaki Kanda, Yuichi Ishikawa, Saburo Sone, Yasuhiko Nishioka, Naoko Ohtani and Eiji Hara
  • Journal Title: Nature communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 7035-7035
  • DOI: 10.1038/ncomms8035
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Control of Toll-like receptor-mediated T cell-independent type 1 antibody responses by the inducible nuclear protein IκB-ζ. (2014)
  • Author(s): Hanihara-Tatsuzawa F, Miura H, Kobayashi S, Isagawa T, Okuma A, Manabe I, MaruYama T
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Issue: 45 Pages: 30925-30936
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.553230
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] The role of p16Ink4a and p21Cip1/Waf1 in myeloid-derived suppressor cells (2016)
  • Author(s): Atsushi Okuma
  • Organizer: 第45回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2016-12-05
• [Presentation] The role of p16Ink4a and p21Cip1/Waf1 in myeloid-derived suppressor cells (2016)
  • Author(s): Atsushi Okuma
  • Organizer: Tenth AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国（ハワイ）
  • Year and Date: 2016-02-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The roles of p16 and p21 in myeloid-derived suppressor cell (2015)
  • Author(s): 大熊 敦史
  • Organizer: 平成26年度 「個体レベルでのがん研究支援活動」ワークショップ
  • Place of Presentation: 滋賀
  • Year and Date: 2015-02-05 – 2015-02-06
• [Presentation] 細胞老化反応の生体内イメージング (2014)
  • Author(s): 大熊 敦史、原 英二
  • Organizer: 第87回生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15
• [Book] 別冊BIO Clinica慢性炎症と疾患 慢性炎症制御による加齢関連疾患治療の展望 (2015)
  • Author(s): 南野徹、石止貴将、華山力成、倉石貴透、倉田祥一朗、佐藤克明、有村慶一、有田誠、武田弘資、中村麻衣、井垣達吏、大熊敦史、原英二、山下智也、平田健一、武田憲彦、遠藤仁、佐野元昭、長井良憲、高津聖志、他多数
  • Total Pages: 170
  • Publisher: 北隆館