ヒト型CDKN2Aエクソン導入マウスを用いたヒトとマウスの老化制御機構の差異の解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K10931
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 橋本 理尋 旭川医科大学, 医学部, 助教 (90724253)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 細胞老化 / がん抑制遺伝子 / ARF / 加齢性疾患

Outline of Annual Research Achievements

申請者はこれまで、胎児性線維芽細胞等の培養細胞系を用いて癌抑制遺伝子ARFの分子制御機構の解明に取り組んできた。加えて、生体内から老化細胞を特異的に除去可能なトランスジェニックマウス (ARF-DTRマウス) や脂肪組織特異的に分泌糖タンパク質CREG1が発現するトランスジェニックマウス (aP2-CREG1-Tgマウス) を作製し、肺や腎臓への細胞老化の蓄積が各組織における加齢性の機能低下を引き起こしている可能性について明らかにしてきた。これらの先行研究から、加齢性疾患の進行を予防・治療するためには細胞老化を標的とした研究を臨床へ繋ぐことが求められるようになった。これらの遺伝子改変マウスを用いた研究情報を効率的に臨床へ応用させるためには、ヒトとマウスの細胞老化誘導機構の差異を理解することが最善である。しかしながら、それらについては殆ど知見がない状況であった。本研究では、細胞老化の主要な制御因子がコードされているヒトCDKN2A遺伝子の配列の一部を導入したノックインマウス (ARF-EX2HUマウス) を新規に作製し、ヒトとマウスの細胞老化の誘導機序の差異の解明を目指す。
初年度はARF-EX2HUマウスから樹立した胎児性線維芽細胞を用いて、細胞老化の誘導において重要な役割を果たしているArfとInk4aのmRNAレベルについて詳細な検討を行った。興味深いことに、ARF-EX2HUマウスのCDKN2Aの発現パターンは、野生型の発現パターンとは僅かに差異がある可能性が示唆された。引き続き、CDKN2A遺伝子におけるヒトとマウスの僅かな塩基配列の違いが生理学的機能へ与える影響について検討していく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細胞老化の主要な制御因子をコードするCDKN2Aにヒトの配列の一部を導入したノックインマウスを作製したため、まずは細胞老化の研究に最も用いられてきた胎児性線維芽細胞を樹立し、早急にCDKN2Aから発現誘導されるArfとInk4aのmRNAレベルについて検討する必要があった。初年度の解析結果からは、ヒトとマウスの細胞老化誘導機序の差異を示唆する大変興味深い結果を得られたものの、それらの差異を引き起こしている分子制御機構の全容解明には至らなかったため、おおむね順調に進展しているとの評価区分に留めた。

Strategy for Future Research Activity

CDKN2A遺伝子の産物について、mRNAレベルの検討に加えてタンパク質レベルでの詳細な検討を進めていく。ヒトの遺伝子配列の一部を導入した細胞老化関連タンパク質は、野生型と比較してサイズや構造も僅かに異なり、細胞老化を誘導する生理機能についても差異がある可能性が考えられる。故に、次年度以降は胎児性線維芽細胞などの初代培養細胞で様々な細胞老化誘導実験を実施し、mRNAやタンパク質の発現パターンの差異や、それらの生理機能の差異について解明していく予定である。加えて、ヒトの遺伝子配列を導入したことによる生体内への細胞老化の蓄積レベルや加齢性疾患への影響について検証を進める。

Causes of Carryover

研究で使用する予定である試薬の納期が次年度以降であったため、助成金の一部を次年度へ繰り越す決断をした。翌年度分の助成金と合算して、当初の研究計画に従い適切に使用する予定である。