放射線ホルミシスによる寿命延長効果に関わる抗酸化系遺伝子の発現経路の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780431
• Research Institution: Kanagawa Prefectural College of Nursing and Medical Technology
• Principal Investigator: 簗瀬 澄乃 神奈川県立衛生短期大学, 衛生技術科, 助手 (90249061)
• Keywords: C. elegans / 放射線ホルミシス / 適応応答反応 / 寿命延長 / 抗酸化系 / 酸化ストレス / インシュリン様シグナル伝達経路 / マイクロアレイ

Research Abstract

今年度は、線虫Caenorhabditis elegans(以下C. elegans)における高濃度酸素暴露による適応応答反応としての寿命延長効果を示さないdaf-16変異体を用いて、その発現遺伝子の変化を野生株や長寿の表現型を示すage-1変異体と比較するために、マイクロアレイを行った。すなわち、昨年度の研究結果より、適応応答を示すage-1変異体と示さないdaf-16変異体との間には元来の抗酸化能に差異が認められたことから、酸化ストレスによって惹起される適応応答には抗酸化系の活性化が関与しているものと推測された。したがって、age-1遺伝子のコードするPI3キナーゼの下流で作用するDAF-16転写因子の標的遺伝子の候補として、抗酸化系の存在が示唆された。故に、daf-16変異体において発現している遺伝子を野生株やage-1変異体のものと比較することにより、その発現量がage-1変異体において上昇していて、なおかつdaf-16変異体においては減少しているものを網羅的に調べることができれば、それらの中にDAF-16転写因子の標的遺伝子の候補が含まれているものとして実験を進めた。
その結果、代表的な抗酸化系酵素であるスーパーオキサイド・ディスムターゼ(以下SOD)とカタラーゼに着目してマイクロアレイにおける発現量の比較を行ったところ、daf-16変異体において銅・亜鉛型SODをコードする遺伝子であるsod-1遺伝子、マンガン型SODをコードするsod-2遺伝子、細胞質型カタラーゼをコードするctl-1遺伝子やミクロソーム型カタラーゼをコードするctl-2遺伝子の発現が減少していた。マイクロアレイは数回行って、その蛍光比の平均値をとった。さらに、マイクロアレイでの結果について、実際に生体内での遺伝子の発現量を確認するためにRT-PCRを行った結果、sod-1やctl-1、ctl-2の遺伝子発現が微量ながらも減少していた。RT-PCRの結果は、マイクロアレイのデータと部分的に一致しており、これらの遺伝子の発現量に関しては再現性が得られたものと考えている。
以上のことから、高濃度酸素暴露のような酸化ストレスに対する適応応答反応には、DAF-16転写因子の正常な発現および活性化が必要とされ、そのDAF-16転写因子の標的遺伝子はsod-1、ctl-1やctl-2のような抗酸化系酵素である可能性が示唆されることより、適応応答反応にはこれら抗酸化系酵素の活性化が役立っているものと思われる。

Research Products

• [Publications] 簗瀬澄乃, 松田宣子, 伊藤機一, 上杉ひろ子, 小原雄治, 石井直明他: "線虫C. elegansにおけるdauer幼虫形成変異体daf-16の抗酸化系遺伝子群の発現解析"神奈川県立衛生短期大学紀要. 36. 27-32 (2003)
• [Publications] 簗瀬澄乃, 石井直明(分担執筆): "線虫ラボマニュアル(三谷昌平編)第II部 応用編 3.老化解析"シュプリンガー・フェアラーク東京株式会社. 224(201-210) (2003)