2021 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
21H03359
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
増田 真志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (50754488)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 一郎 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (40389515)
谷村 綾子 熊本県立大学, 環境共生学部, 助教 (10610199)
安倍 知紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (00736605)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 小胞体ストレス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
リンは、生命活動を支える必須の元素であるが、多くの動物種の血清リン濃度と平均寿命が逆相関することから、リンと寿命を含めた老化との関連が注目されている。血清リン濃度は腸管で制御され、その中心を担うリン酸トランスポーターNpt2b発現は加齢に伴い増加するが、その機序は不明である。近年、転写因子C/EBPbがNpt2b遺伝子発現を正に制御することや、C/EBPb mRNAから産生されるアイソフォームの比が、寿命や加齢性疾患発症に重要である可能性が示された。また、細胞内外の環境変化を起因とする小胞体内の異常タンパク質の蓄積により生じる小胞体ストレスは、細胞内リン代謝や加齢性疾患発症に関わっている。本研究では、小胞体ストレスとC/EBPbアイソフォームに標的を絞り、若齢および高齢マウスを用いて老化を起因とする腸管リン吸収の制御機構の解明を目指す。
初年度（2021年度）は、若齢マウス（9週齢）と高齢マウス（76週齢）に低リン食（0.11%）またはコントロール食を15週間与え、以下の結果を得た。若齢および高齢マウス共に低リン食で血漿リン濃度が低下したが、その効果は若齢および高齢マウス間で大きな差は認められなかった。一方、腸管のリン酸取込み活性および腸管Npt2bタンパク質発現量は若齢よりも高齢マウスにおいて低リン食で大きく上昇した。次に、腸管の小胞体ストレス関連のタンパク質発現量を評価した結果、若齢マウスでは低リン食でシャペロンタンパク質BiP発現量が増加したが、高齢マウスでは低リン食による変化は認められなかった。一方、アポトーシス誘導に働くCHOP発現量は、若齢および高齢マウスで共に低リン食で減少した。さらに、C/EBPbのアイソフォーム比（LAP/LIP比）を検討した結果、4群間で有意な差は認められなかったが、若齢マウスの低リン食群で最もLAP/LIP比が高いことを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染症の影響で、本研究の協力者である大学院生の研究活動が少し制限されたため、加齢マウス等を用いたin vivoでの評価はできたがyeast-one hybrid法やyeast-two hybrid法などのin vitroでの評価ができず、当初の予定よりは少し遅れている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度の結果を基に、
1) 老化によるC/EBPbを介したNpt2b発現増大機構を検討するために、増田（研究代表者）が若齢マウス（9週齢）と高齢マウス（76週齢）に低リン食（0.11%）またはコントロール食を15週間与え、腸管を採取する。また、C/EBPb遺伝子floxマウスとvillin-Creマウスを掛け合わせた腸管特異的な過剰発現C/EBPb transgenic (TG) マウスを作製し、腸管リン代謝調節機構（リン酸取込み活性、Npt2b発現量）、腸管の小胞体ストレス応答遺伝子、C/EBPbアイソフォーム（LAP1/2、LIP）のタンパク質発現量を評価する。
2) 老化によるC/EBPbを介したNpt2b発現増大機構の中核を担うC/EBPbアイソフォームを同定するために、金子（研究分担者）が上記の高齢と若齢マウスの腸管を用いて、Npt2b遺伝子プロモーター領域に結合する転写因子をLAP1/2とLIPを中心にChIP-Seq法で解析する。
3) 老化によるC/EBPbアイソフォームの発現量の違いを生む機序を解明するために、安倍（研究分担者）が上記の腸管を用いて、加齢によるE3ユビキチンリガーゼMdm2タンパク質の発現量、そして、Mdm2発現を調節する癌抑制遺伝子p53タンパク質発現量も解析する。加齢によりユビキチン化されたLAP/LIP発現量をユビキチン抗体およびMdm2抗体で免疫沈降させた後、western blotting法で検討する。
4) 老化時の腸管リン吸収を抑制する栄養素を探索するために、谷村（研究分担者）が上記の実験結果から予測される老化した腸管のリン吸収を再現する上で必要な因子を、iPS細胞にlentivirusを用いて恒常的に過剰発現またはCRISPR/Cas9で欠損させたヒト小腸オルガノイドを作製する。
|
