個体老化におけるp16発現細胞のヒストン修飾制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number	23K16766
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	中宿文絵東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任研究員 (50965887)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	p16 / ヒストン / 細胞老化 / エピゲノム
Outline of Research at the Start	個体老化や細胞老化に伴い、CDK阻害因子p16の発現が増加することが知られているが、その意義は不明な点が多い。申請者は、p16レポーターマウスを作製し、樹立したマウス胎児線維芽細胞(MEF)の発現解析で、p16陽性細胞ではMEF特異的遺伝子群の発現が低いことを見出した。これらの遺伝子は、転写活性化ヒストンマークH3K27acによって発現制御されることから、細胞老化におけるp16発現の本質はエピゲノムの変化による細胞アイデンティティの低下であるという仮説を立てた。そこで本研究では、p16発現と細胞アイデンティティ関係をエピゲノムの観点から個体レベルで明らかにすることを目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	2023年度は、細胞老化関連遺伝子であるp16を発現した細胞の転写的な特徴を明らかにするために、p16発現細胞をEGFPで標識するレポーターマウス（p16 Cre:mTmG）の老齢個体から肝非実質細胞を分取し、シングルセルRNA-seqを行った。その結果、類洞内皮細胞およびマクロファージにおいて、EGFP陽性細胞を検出することに成功した。我々はGEOに登録されているマウス類洞内皮細胞と肝マクロファージにおけるH3K27acのChIP-seqデータ(GSE154827, GSE63339) を解析し、H3K27ac近傍に存在する遺伝子を複数同定している。この遺伝子のリストと照らし合わせることで、ヒストン修飾で発現制御される遺伝子が、加齢とともにその発現が変化しているか検証することが可能となった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason p16レポーターマウスの老齢個体の肝臓から類洞内皮細胞とマクロファージをfluorescence-activated cell sorting（FACS）にて分取し、シングルセルRNA-seqを実施した。内皮細胞のマーカー遺伝子であるStab1を発現する類洞内皮細胞、Csf1rを発現するマクロファージを検出できた。これらの細胞集団にはEGFP陽性細胞が含まれていた。今後、EGFP陽性細胞と陰性細胞の遺伝子発現を比較することで、p16を発現した細胞の転写状態を明らかにできると考えられる。当初の計画では、上記の解析は２年目に行うことを予定していたが、計画を変更した。１年目に実施予定の実験は今年度実施する予定であり、進捗に影響はないため、おおむね順調に進展したと考えられる。
Strategy for Future Research Activity	2023年度に取得した老齢マウス肝臓のシングルセルRNA-seqのデータを用いて、EGFP陽性細胞と陰性細胞を比較し、発現に差がある遺伝子を抽出する。上記の遺伝子とH3K27ac近傍に位置する遺伝子のリストを比較し、加齢に伴いヒストン修飾で制御される遺伝子発現に変化があるか調べる。