細胞老化と個体老化へのチミジンホスホリラーゼの影響

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07392
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 中島 融一 宮崎大学, 医学部, 准教授 (80372796)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 細胞老化 / 健康寿命 / チミジンホスホリラーゼ

Outline of Annual Research Achievements

チミジンホスホリラーゼノックアウト（TP KO）マウスは、野生型マウスと比べ個体の外貌や行動性などにおいて老化スピードが遅延し、いわゆる“健康寿命”の延長が観察され、僅かながら有意差をもって平均寿命の延長も見られた。TP KOマウスと野生型マウスとをそれぞれの週齢で比較し、壮年期（40～60週齢）において、以下の差異を認めた。TP KOマウスは活動量、大腿部の骨格筋量、運動負荷持続時間において、野生型マウスに比較し有意に上回っていた。一方、壮年期の妊孕性（出産率）や出産仔数、および雌の出産可能な週齢限度は両群に明らかな差は認められなかった。生存曲線（寿命）の観察・記録は、現在も各群のn数を増やす目的で継続して行っている。
TP KOマウスおよび野生型マウスの各週齢（若年期：８週齢、壮年期：40、60週齢、老齢期：80週齢）から背部皮膚、心臓、肝臓、脾臓、腎臓、生殖器、および大腿部骨格筋を採材し、組織学的観察を行った。HE染色においては、その形態・器質的変化に明らかな差異は認められなかった。さらに現在、若齢と老齢の野生型マウスの各臓器組織の加齢によるTPの発現の変化と老化マーカーであるβガラクトシターゼ（βgal）陽性細胞の割合やcyclin-dependent kinase inhibitor 2A（Cdkn2a、p16Ink4a）のmRNA発現量とTPの発現量との相関を調べている。
老齢期のTP KOまたは野生型マウスから皮膚線維芽細胞を分離し、βgal細胞（老化細胞）陽性率を確認したところ、TP KOマウス由来の線維芽細胞は、野生型マウスと比較し、老化細胞の比率が低かった。
これかの結果から、TPの細胞老化および個体老化への影響が強く示唆され、今後はこのTPによる老化進行に関わるメカニズムやターゲット因子の同定が必要となる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

おおむね実験計画通りに推移している。しかし、個体老化に対するTPの影響を調べるために、野生型マウスにTPI（TP阻害剤）を継続的に投与し、平均寿命や老齢期の活動量・行動性の変化を観察する実験小項目において、マウスに投与するだけのTPIの十分量の確保が滞っており、当項目の実験が遅れている。TPIの配給元と交渉をし、十分量のTPIを入手する予定である。

Strategy for Future Research Activity

実験計画にて設定した週齢に達したマウスを用いて、活動量・行動性の観察、および各臓器の採材を続け、老化マーカーやターゲット遺伝子の動態について免疫組織学的、生化学的な実験を重ねていく。
TP KOマウスおよび野生型マウスから採材した臓器の一部からmRNAを抽出しcDNAマイクロアレイ法を用いてTP欠損に関連して老化現象を引き起こす因子の網羅的な探索を行う。TPの有無により動態の変化が認められた因子について、その臓器での役割と老化へのプロセスに関連性があるかを探索する。

Causes of Carryover

実験実施協力者（大学院生）の移籍移動に伴い、実施予定の実験に少々の遅れが生じていることと、マウスの行動性・活動量（夜間行動をタイムラプス撮影し、ケージ内の移動軌跡記録）の測定に使用予定であった動態解析ソフトDIPP-MotionVが未購入であるため。当該機器解析ソフトは次年度に入する予定である。