2020 Fiscal Year Research-status Report
新規WRN早老症モデルマウスにおけるRECQL5の脂質代謝制御機構の解明
| Project/Area Number |
20K16538
|
|---|
| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
|---|
Principal Investigator |
澁谷 修一 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 老化ストレス応答研究プロジェクトチーム, 研究員 (70866342)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 早老症 / ヘリカーゼ / 細胞老化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で、Wrn/Recql5 2重欠損マウスはウェルナー症候群と同様の高インスリン血症を伴う顕著な内臓脂肪蓄積を呈した。これらの結果からWRNとRECQL5の2重欠失により誘導されるゲノム不安定性が細胞老化を誘導し、脂質代謝異常を含むウェルナー病態を誘導すると予想した。まず2重欠損マウスから胎仔由来線維芽細胞を作製し、細胞老化様表現型を解析した。2重欠損細胞は細胞増殖が野生型と比較して低下し、SA-β-Gal染色性やγ-H2AX発現などの老化マーカーが増加した。さらに、2重欠損細胞はSASP発現の増加、核構造異常、および核関連タンパク質発現の低下なども示した。これらはウェルナー症候群患者細胞で認められている老化細胞様特徴と一致した。一方、Wrn単独欠損およびRecql5単独欠損細胞では野生型細胞と同様にこれらの細胞老化様表現型を示さず正常であった。
次に、2重欠損マウスの内臓脂肪組織でもSA-β-Gal染色性を含む老化関連マーカーが増加していたことから、内臓脂肪組織のRNA-seq解析を行い遺伝子発現プロファイルを網羅的に調べた。正常マウスと比較して2重欠損マウスの内臓脂肪組織は脂質代謝関連遺伝子に加えてSASPを含む複数の老化関連遺伝子発現が増加し、特徴的なgene ontology変化を示した。これらの結果は2重欠損により脂肪細胞においても細胞老化が亢進することを示す。
以上の結果から、WRNとRECQL5の2重欠損により誘導される細胞老化が起因となり、脂質代謝異常を含むウェルナー病態を引き起こすことが示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では1-2年目においてWRNとRECQL5の2重欠損により誘導される細胞老化様表現型を解析することを計画した。代表的な細胞老化マーカーのSA-β-Gal検出に加え、DNAダメージマーカーγH2AX、核形態解析、SASPを含む老化関連遺伝子発現、細胞遊走性など、複数の指標で2重欠損細胞の細胞老化様特徴を評価した。これらの特徴はウェルナー症候群患者細胞の特徴と一致し、2重欠損マウスにおける細胞レベルでの老化の進行を裏付けた。さらに2重欠損マウスの内臓脂肪の遺伝子発現プロファイルをRNA-seq解析により網羅的に調べ、複数の特徴的なgene onthology変化を明らかにした。これらの結果は、Wrn/Recql5 2重欠損マウスが呈するウェルナー症候群様の脂質代謝異常において蓄積した老化細胞が大きく寄与することを示唆した。さらには、老化細胞除去に焦点を当てたウェルナー早老病態改善戦略の可能性も考えられた。
以上の進捗状況から、Wrn/Recql5 2重欠損により誘導される細胞老化の蓄積を主要な指標でとらえることができた1年目の研究成果はほぼ計画通りに進展しており、ウェルナー病態発症メカニズムの解明および治療戦略の足ががかりとなり得る。
今後は老化関連エピゲノムマーカーやヒストンメチル化レベルなど詳細な分子メカニズムを明らかにする必要がある。現在は2重欠損マウス由来脂肪細胞の培養および分化プロトコールを確立しつつあり、脂肪細胞の細胞老化および脂質代謝プロファイルも評価する計画である。さらに老化細胞除去剤の治療効果を明らかにするなど、本研究の治療的戦略への応用を目指す。
|
| Strategy for Future Research Activity |
WRNとRECQL5 2重欠損により誘導される細胞老化のより詳細な分子メカニズムを明らかにする。まず、2重欠損線維芽細胞および脂肪細胞で細胞老化関連エピゲノムマーカーであるヒストンH3K9およびH3K27のメチル化を特異抗体で調べ、さらにChIP assayによりヒストンメチル化レベル変化を検証する。また、2'3'-cGAMP量をELISA法により測定し、自己免疫に起因するcGAS-STING経路の活性化を調べる。さらに、2重欠損マウス由来線維芽細胞および脂肪細胞を野生型マウスへ移植し、内臓脂肪、皮下脂肪、褐色皮下脂肪、および主要組織のSA-β-Gal染色性を調べ全身の組織老化誘導能を明らかにする。
Wrn/Recql5 2重欠損細胞はウェルナー症候群様の細胞老化を呈していたため、蓄積した老化細胞を除去することにより脂質代謝異常を含むウェルナー早老病態を改善できることを予想した。Wrn/Recql5 2重欠損により誘導される老化細胞を標的とし、老化細胞除去作用を有するセノリティック剤の改善効果を調べ、病態治療への応用の可能性を探る。まず、2重欠損細胞にセノリティック物質を添加し、各細胞老化マーカーの減少を調べる。さらにセノリティック物質を2重欠損マウスに投与し、老化細胞蓄積および脂質代謝異常に対する改善効果を調べ、ウェルナー症候群様老化病態改善に有望な治療戦略の発展につなげる。
|
Research Products
(1 results)
