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Elucidation of metabolic network in cellular senescence using next-generation proteomics.

Research Project

Project/Area Number 19K06543
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Oshikawa Kiyotaka  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (50380051)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords細胞老化 / プロテオミクス / 代謝 / 代謝ネットワーク
Outline of Research at the Start

老化に伴い細胞は特殊な代謝状態を取ることが知られているが、これまで老化代謝を対象にした解析はあまり行われていない。
本研究課題では、各種老化誘導モデルを構築し、これら細胞老化における代謝ネットワークの全体像を明らかにすることを目的とする。本研究の実施・遂行の結果として代謝経路の人為的操作により老化状態を制御することが可能となれば、多くの細胞老化と関わると推定されている種々の疾患の診断や治療あるいは予防に役立つだけでなく、逆に老化を促進することによってがん細胞の撲滅を図る戦略も可能になることが期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we established three types of senescent cell lines (telomere shortening, oncogene-induced senescence, and oxidative stress-induced senescence) and measured protein abundance of metabolic enzymes using iMPAQT system. We found that DNA synthesis-related enzymes are commonly down-regulated in these cell lines. Down-regulation of ribonucleotide reductase catalytic subunit M1 (RRM1) in normal cells were growth arrest and resulted in a premature senescence-like phenotype (SA-β-Gal staining positive, up-regulation of p16 and p21 expression, and down-regulation of Lamin B1 expression).
These results indicate that cellular senescence is caused by down-regulation of RRM1 expression.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

老化細胞は増殖細胞とは異なった代謝状態を取ることが知られているが、これまでにさまざまな老化細胞の代謝ネットワークを対象にした解析例はほとんどない。加えてDNA合成関連酵素が直接、細胞老化を制御しているという報告は国内外において、あまり見当たらない。
本研究により解明された細胞老化における代謝システムの分子機構は、老化研究において新たなメカニズムを理解する上で非常に重要であると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] A Fail-Safe System to Prevent Oncogenesis by Senescence Is Targeted by SV40 Small T Antigen2020

    • Author(s)
      Kiyotaka Oshikawa, Masaki Matsumoto, Manabu Kodama, Hideyuki Shimizu, Keiichi I Nakayama
    • Journal Title

      Oncogene

      Volume: 39 Issue: 10 Pages: 2170-2186

    • DOI

      10.1038/s41388-019-1139-1

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A shift in glutamine nitrogen metabolism contributes to malignant progression of cancer.2020

    • Author(s)
      Kodama M, Oshikawa K, Shimizu H, Yoshioka S, Takahashi M, Izumi Y, Bamba T, Tateishi C, Tomonaga T, Matsumoto M*, Nakayama KI*.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1320-1320

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15136-9

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell cycle-dependent localization of the proteasome to chromatin2020

    • Author(s)
      Kito Yuki、Matsumoto Masaki、Hatano Atsushi、Takami Tomoyo、Oshikawa Kiyotaka、Matsumoto Akinobu、Nakayama Keiichi I.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 5801-5801

    • DOI

      10.1038/s41598-020-62697-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] MPAQT ver. 2による細胞内パスウェイ構造の定量的可視化の試み2022

    • Author(s)
      押川 清孝、高見 知代、松本 雅記
    • Organizer
      日本プロテオーム学会2022年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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