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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanism of osteocyte senescence by mitochondrial retrograde signaling

Research Project

Project/Area Number 20H03583
Research InstitutionNational Center for Geriatrics and Gerontology

Principal Investigator

清水 孝彦  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 老化ストレス応答研究プロジェクトチーム, プロジェクトリーダー (40301791)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澁谷 修一  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 老化ストレス応答研究プロジェクトチーム, 研究員 (70866342)
渡辺 憲史  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 老化ストレス応答研究プロジェクトチーム, 研究員 (90866766)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsミトコンドリア / 骨細胞 / 細胞老化 / ストレス応答
Outline of Annual Research Achievements

骨組織は、骨格を支持する役割に加えて、造血やカルシウムの貯蔵庫、さらに骨由来ホルモンの産生を担う動的な組織である。加齢に伴い緩やかに骨量が減少し、多様な生理機能も低下する。その骨量減少は、性ホルモン低下に加え、活動量低下に伴う機械的刺激低下や、それを感知する骨細胞の機能低下が要因とも考えられている。骨基質に埋没している骨細胞は骨細管を伸ばし周囲の細胞と情報伝達を行うとともに、RANKLやsclerostinに代表される骨制御因子の分泌細胞でもある。また興味深い事に、細胞寿命が1-50年と非常に長く、加齢に伴い細胞の配向異常や、骨細管数減少および変形が生じる。研究代表者は、加齢様骨量減少モデルマウスを用いた解析過程で、ミトコンドリア機能不全が骨細胞の加齢様変化を助長することを明らかにした。この結果は、ミトコンドリア由来のストレス応答が骨細胞の老化を促進する可能性を示唆した。また、分子機構としてミトコンドリア機能不全に付随して、統合的ストレス応答因子であるATF4転写因子を核集積(活性化)し、骨関連遺伝子群の発現を変化させること、さらに同時に核ラミナタンパク質(Lamin AとLamin B)減少による核構造変化も誘導して、加齢様骨量減少をもたらすことを明らかにしつつある。本研究では、ミトコンドリア機能不全によりストレス応答するATF4転写因子活性化の分子機構と核ラミナタンパク質動態の分子接点を明らかにし、老化ストレスによる骨細胞を起点とした骨老化の分子メカニズム解明を目指している。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Indiana University School of Medicine(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Indiana University School of Medicine
  • [Int'l Joint Research] AmorePacific R&D Unit(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      AmorePacific R&D Unit
  • [Journal Article] Linagliptin exacerbates heart failure due to energy deficiency via downregulation of glucose utilization and absorption in a mouse model.2023

    • Author(s)
      Shiraki, A., Jun-ichi Oyama, J., Shimizu, T., Node, K.
    • Journal Title

      Eur J Pharmacol

      Volume: 948 Pages: ー

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2023.175673

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 骨格筋特異的SOD2欠損はミトコンドリア機能不全に伴う運動不耐を引き起こす2023

    • Author(s)
      澁谷修一、坂本一晃、渡辺憲史、野尻英俊、清水孝彦
    • Journal Title

      基礎老化研究誌

      Volume: 47 Pages: 32-34

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short-term resveratrol treatment restored the quality of oocytes in aging mice.2022

    • Author(s)
      Okamoto, N., Sato, Y., Kawagoe, Y., Shimizu, T., Kawamura, K.
    • Journal Title

      Aging

      Volume: 14 Pages: 5628-5640

    • DOI

      10.18632/aging.204157

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Empagliflozin improves cardiac mitochondrial function and survival through energy regulation in a murine model of heart failure.2022

    • Author(s)
      Shiraki, A., Jun-ichi Oyama, J., Shimizu, T., Nakashima, T., Yokota, T., Node, K.
    • Journal Title

      Eur J Pharmacol

      Volume: 931 Pages: ー

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2022.175194

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lysine-targeting inhibition of amyloid β oligomerization by a green perilla-derived metastable chalcone in vitro and in vivo.2022

    • Author(s)
      Murakami, K., Sakaguchi, Y., Taniwa, K., Izuo, N., Hanaki, M., Kawase, T., Hirose, K., Nagao, C., Mizoguchi, K., Shimizu, T., Irie, K.
    • Journal Title

      RSC Chem. Biol.

      Volume: 3 Pages: 1380-1396

    • DOI

      10.1039/d2cb00194b

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] APP knock-in mice produce E22P-Aβ exhibiting an Alzheimer’s disease-like phenotype with dysregulation of hypoxia-3 inducible factor expression.2022

    • Author(s)
      Maki, T., Sawahata, M., Akutsu, I., Amaike, S., Hiramatsu, G., Uta, D., Izuo, N., Shimizu, T., Irie, K., Kume, T.
    • Journal Title

      Int J. Mol. Sci.

      Volume: 23 Pages: ー

    • DOI

      10.3390/ijms232113259

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Natural compounds that enhance the motor function in a mouse model of muscle fatigue.2022

    • Author(s)
      Shuichi, S., Watanabe, K., Sakuraba, D., Abe, T., and Shimizu, T.
    • Journal Title

      Biomedicines

      Volume: 10 Pages: ー

    • DOI

      10.3390/biomedicines10123073

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] アサイー果実パルプ水溶液は腎低酸素誘導を介して造血因子エリスロポエチンを増加させる.2022

    • Author(s)
      澁谷修一,渡辺憲史,Mario Jose Villegas Yata,清水孝彦.
    • Journal Title

      Functional Food Research

      Volume: 18 Pages: 65-69

    • DOI

      10.32153/ffr.ffr18_p65-69

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 酸化ストレスと骨格筋老化2022

    • Author(s)
      清水孝彦, 渡辺憲史, 澁谷修一
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 40 Pages: 78-85

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 加齢脳とストレス応答異常2022

    • Author(s)
      清水孝彦, 渡辺憲史, 澁谷修一
    • Journal Title

      老年精神医学雑誌

      Volume: 33 Pages: 947-955

  • [Journal Article] 酸化ストレスと運動器老化 特集:老化はなぜ進むのか?2022

    • Author(s)
      清水孝彦, 澁谷修一, 渡辺憲史
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 37 Pages: 1287-1292

  • [Presentation] 筋疲労モデルマウスの運動機能を改善する機能性食品素材2023

    • Author(s)
      澁谷修一、渡辺憲史、桜庭大樹、阿部卓哉、清水孝彦
    • Organizer
      第19回ファンクショナルフード学会学術集会
  • [Presentation] 臓器老化モデルマウスを用いたファンクショナルフードの機能性解析2023

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      第19回ファンクショナルフード学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Influence of amyloid β deposition around the pial artery on cerebral artery response during transient ischemia in Alzheimer’s disease model mice2023

    • Author(s)
      Nobuhiro Watanabe, Yoshihiro Noda, Taeko Nemoto, Kaori Iimura, Takahiko Shimizu, Harumi Hotta
    • Organizer
      Neurovascular Unit Conference 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 老化ストレスによる運動器老化の機構解明研究2023

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      第14回GSRCセミナー
  • [Presentation] 速筋ミトコンドリアROSは可逆的にグリコーゲン代謝及び運動機能を調節する2023

    • Author(s)
      澁谷修一、坂本一晃、渡辺憲史、野尻英俊、清水孝彦
    • Organizer
      第9回骨格筋生物学研究会
  • [Presentation] アサイー果実抽出物は腎低酸素化を介して造血因子erythropoietin を増加する2023

    • Author(s)
      澁谷修一、上條真弘、渡辺憲史、Mario Jose Villegas Yata、清水孝彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Invited
  • [Presentation] 個体老化と細胞老化の基礎研究2022

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      第64回日本老年医学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] アサイー果実は腎蔵の低酸素化を介して造血ホルモンを増加する2022

    • Author(s)
      澁谷修一、渡辺憲史、Mario Jose Villegas Yata、清水孝彦
    • Organizer
      第22回日本抗加齢医学会総会
  • [Presentation] SODsが制御する酸化ストレスと臓器老化2022

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      日本組織培養学会第94回大会
    • Invited
  • [Presentation] Mitochondrial ROS in fast muscle reversibly regulates glycogen metabolism and physical activity in mice2022

    • Author(s)
      Shuichi Shibuya, Ikko Sakamoto, Kenji Watanabe, Hidetoshi Nojiri, Takahiko Shimizu
    • Organizer
      第45回(2022年)日本基礎老化学会大会
  • [Presentation] Mitochondrial dysfunction in osteocytes caused age-related bone loss due to the nuclear lamina abnormalities2022

    • Author(s)
      Kenji Watanabe, Shuichi Shibuya, Keiji Kobayashi, Hidetoshi Nojiri, Takahiko Shimizu
    • Organizer
      第45回(2022年)日本基礎老化学会大会
  • [Presentation] アサイー果実による造血因子エリスロポエチン誘導作用2022

    • Author(s)
      澁谷修一、清水孝彦
    • Organizer
      第7回(2022年)NCGGサマーセミナー
  • [Presentation] 早老症の分子基盤から考えるエイジングリサーチ2022

    • Author(s)
      澁谷修一、清水孝彦
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 臓器老化モデルマウスを用いた機能性食品評価2022

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      アンチエイジング・機能性食品開発のための動物モデルセミナー
    • Invited
  • [Presentation] 個体老化と細胞老化の基礎研究2022

    • Author(s)
      清水孝彦
    • Organizer
      第12回運動器抗加齢医学研究会
    • Invited
  • [Presentation] Syringaresinol はFoxO3aを介しては皮膚萎縮や色素沈着を緩和する2022

    • Author(s)
      清水孝彦、金 周元
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 速筋ミトコンドリアROSはグリコーゲン代謝および運動機能を可逆的に調節する2022

    • Author(s)
      澁谷修一、坂本一晃、渡辺憲史、野尻英俊、清水孝彦
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ミトコンドリア機能不全を起因とする核ラミナ構造破綻が骨量減少の原因となる2022

    • Author(s)
      渡辺憲史、澁谷修一、清水孝彦
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Book] 眠れなくなるほど面白い 図解 老化の話2022

    • Author(s)
      長岡 功 (監修)
    • Total Pages
      128
    • Publisher
      日本文芸社
    • ISBN
      4537220511
  • [Remarks] 国立長寿医療研究センター・老化ストレス応答研究PTホームページ

    • URL

      https://www.ncgg.go.jp/ri/lab/gero/project/agingstress/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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