カロリー制限による老化と癌の制御におけるFMO3遺伝子の役割

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11024
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 林 洋子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (40513221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 亮一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (30509310) ; 下川 功 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (70187475)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: FMO3 / カロリー制限 / FOXO1 / FOXO3 / NPY / 寿命延長 / 腫瘍抑制 / エネルギー代謝

Outline of Annual Research Achievements

カロリー制限の長寿命・癌抑制効果に、視床下部神経ペプチドNPYが重要な役割を果たす。カロリー制限マウスでは発現が増加するが、NPYを欠失させると発現が低下する遺伝子を同定したところ、対照群と比較して、カロリー制限マウスで、最も大きく値が増加した遺伝子はFMO3であった。肝臓の代謝酵素であるFMO3は、近年、糖脂質代謝異常や動脈硬化を促進する分子として注目されているが、カロリー制限動物や寿命に関する報告は少ない。過栄養状態では代謝性疾患を引き起こすFMO3が、カロリー制限下で発現を大きく増加させる意味は何か、本研究では、FMO3欠失マウスにカロリー制限を行い、野生型マウスと比較することで、FMO3の本来の機能を顕在化させる。また、発癌剤であるDiethylnitrosamineを投与し、肝癌発生の評価、および肝組織における影響を分子生物学的・生化学的手法で解析する。これらの解析によって、FMO3のカロリー制限動物における役割を実証する。
当該年度においては、CRISP-CAS9システムを用いて、FMO3欠失(KO)マウスを作成した。現在KOマウス同士を交配中である。
今後は、野生型とKOマウスにおいて、生後12週齢からそれぞれ自由摂取群と30%カロリー制限群に分けて飼育する。FMO3KOマウスにカロリー制限を行うことで、寿命やエネルギー代謝に現れる変化について、解析を行う予定である。また、発癌モデルとして、野生型とFMOKOマウスにDiethylnitrosamineを投与し、肝癌の発生についても解析する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

CRISPR-CAS9システムを使ってFMO3KOマウスを作成する際、遺伝子KOに失敗があり、時間がかかった。また、作成したFMO3KOマウスの繁殖能力が低く、F1マウスの作成に時間がかかっている。

Strategy for Future Research Activity

FMO3KOマウスによる寿命集団、経時的屠殺集団を確立する。FMO3の寿命に与える効果を自由摂取群と比較し解析する。
カロリー制限（自由摂食群の70％量を給餌する）は生後12週より行う。FMO3KOマウス、野生型マウスの自由摂食群、カロリー制限群（生後６ヶ月）に発癌剤であるDiethyl nitrosoureaを投与後、24 時間、48 時間、72 時間でマウスを屠殺し、肝臓組織を採取、肝癌の発生率を比較する。