Elucidation of mechanism for coupling factor 6-induced accelerated aging and identification of its inhibitory protein

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K09151
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 長内 智宏 弘前大学, 保健学研究科, 教授 (00169278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 謙 弘前大学, 医学研究科, 客員研究員 (20185549)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: aging / coupling factor 6 / acidosis / lamina / inhibitory factor 1

Outline of Annual Research Achievements

目的：Mitochondrial inhibitory factor peptide 1 (IF1) が心血管作動性coupling factor 6のapoptosis作用と老化作用を阻害し、内因性の阻害物質である可能性を検討することである。方法・結果：1. 抗apoptosis作用：C末端側にGFPをコードしたIF1発現ベクターを作製し、HEK-293細胞に過剰発現した。24時間後にミトコンドリア膜が、48-72時間後には細胞膜が発色し、培養上清exosome画分にIF1を検出した。また、CF6 10-7M添加による培養上清のATP減少は消失し、細胞内pHの減少 (BCECF) は阻害された。HEK-293細胞のapoptosisはCF6により4.5±1.2 % から 6.4±1.3 %に増加 (Annexin V-PI法, p<0.05)、Aktのリン酸化は抑制 (52±13 %, p<0.05) されたが、IF1の過剰発現により消失した。2. Epigenetic 作用：CF6過剰発現マウスから採取した線維芽細胞 (TG)ではheterochromatinの消失と老化ヒストン修飾 (H3K4トリメチル化、H4K20トリメチル化、H4K5アセチル化) が認められた。IF1過剰発現によりheterochromatinは回復しヒストン修飾は消失した。3. Autophagy作用: TG細胞ではLC3IIが核内で強く細胞質でびまん性に弱く染色され、隔離膜形成に重要なAtg7の発現低下と、ChIP assayによるAtg7 promoter (-440 ~ -763, repressor 結合部位) の老化ヒストン修飾が認められた。IF1の過剰発現により、いずれも回復した。4. Telomere作用：TG細胞のtelomere長 (PCR法) は野生型マウスの線維芽細胞に比し短縮していたが、IF1の過剰発現により差は消失した。5. Genomic instability作用：TG細胞では核膜ラミナ蛋白emerinの減少が認められたが、IF1の過剰発現により差は消失した。結論：IF1はCF6による細胞内proton増加を抑制し、抗老化作用を有する可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] Enhanced transient receptor potential channel-mediated Ca2+ influx in the cells with phospholipase C-delta1 overexpression: its possible role in coronary artery spasm. (2017)
  • Author(s): Murakami K, Osanai T, Tanaka M, Nishizaki K, Kinjo T, Tanno T, Ishida Y, Suzuki A, Endo T, Tomita H, Okumura K.
  • Journal Title: Fundam Clin Pharmacol. Volume: 31 Pages: 383-391
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Nutritional regulation of coupling factor 6, a novel vasoactive and proatherogenic peptide. (2017)
  • Author(s): Osanai T, Mikami K, Kitajima M, Urushizaka M, Kawasaki K, Tomisawa T, Itaki C, Noto Y, Magota K, Tomita H.
  • Journal Title: Nutrition Volume: 37 Pages: 74-78
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ATPase inhibitory factor 1 は老化促進ペプチドcoupling factor 6の内因性阻害物質であり、アンチエイジング作用を発揮する (2017)
  • Author(s): 長内智宏
  • Organizer: 第40回日本高血圧学会総会