細胞膜損傷を引き金とする細胞老化の分子基盤と生体内における意義の解明

Research Project

Project/Area Number	20H03440
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research Institution	Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Principal Investigator	河野恵子沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 准教授 (30632723)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森山陽介沖縄科学技術大学院大学, サイエンステクノロジーグループ, 研究員 (00452532) 杉山伸樹沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 研究員 (70868687) RAZALI Nurhanani・Binti 沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 研究員 (70902667) 枡鏡優美子沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 研究員 (10839848)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000) Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords	細胞膜損傷 / 老化 / 細胞老化
Outline of Research at the Start	この世界で最初の細胞は、遺伝情報を司る核酸とそれを包み込み環境変化から守る膜により成立した。従って細胞膜の傷を修復する仕組みは生命誕生からほどなくして獲得されたと考えられる。細胞創傷治癒の欠損は筋ジストロフィー症など様々な疾病に関与するが、その分子機構は不明な点が多く残されている上、細胞膜損傷を起点として細胞がどのように変化するかについてはほとんど知られていない。我々は出芽酵母、ヒト培養細胞、マウスを用いて、細胞膜損傷を起点とする細胞の変化と、その生体内における重要性を解明することを目指す。本研究の成果は将来的に新たながん治療法の確立や健康寿命延長につながる可能性がある。
Outline of Annual Research Achievements	1. 細胞膜の微小な傷はどのように修復されるか　出芽酵母を用いて細胞膜修復の分子基盤を検討した結果、これまでに他の生物で報告の無い、新規メカニズムの存在が示唆された。今後はこのメカニズムの詳細を出芽酵母を用いて解明するとともに、ヒト培養細胞などでも類似の仕組みが存在するかを検討する。 2. 細胞膜損傷はいかにして細胞老化を誘導するか　細胞膜損傷を起点として細胞老化が誘導されるまでの各過程で細かくRNA seqを行い、DNA損傷による細胞老化、複製老化と比較した結果、mRNA、非コードRNAとも細胞膜損傷を起点とする細胞老化特異的なパターンが存在することが明らかになった。さらに予備的な質量解析も行った結果、タンパク質発現においても細胞膜損傷を起点とする細胞老化はその他の細胞老化と異なるパターンを示すことが明らかになった。これらの結果は細胞膜損傷を起点とする細胞老化がその他の細胞老化とは本質的に異なることを示している。今後はさらに詳細な質量解析を進めるとともに、制御因子のノックアウトや過剰発現を行うなどして、細胞膜損傷を起点とする細胞老化機構の全貌を明らかにすることを目指す。 3. 細胞膜損傷による細胞老化の個体レベルでの生理的意義は何か　老化マウス個体を用いて細胞膜損傷による細胞老化の生体内における意義を解明するために、今年度は老化マウス個体全身を固定し老化細胞を検出するための実験系構築を行った。予備実験を重ねた結果、可能な限りアーティファクトを低減して老化マウス個体から臓器をダメージなく取り出すことや、老化細胞を検出することが効率よくできるようになった。来年度も条件検討を進め、より信頼性の高い結果を得ることを目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason おおむね申請書にて提案した通り順調に解析が進んでいる。出芽酵母を用いた解析では予想しなかった結果が得られたので、今後はそのフォローアップも行っていく予定である。
Strategy for Future Research Activity	今年度、研究分担者が一人入れ替わったが、新たに加入した分担者は研究課題遂行に必要な技術に習熟しており、研究計画は予定通り順調に進行している。今後も予定通り計画を進めて行くとともに、出芽酵母で得られた予想外の結果についても解析を進める。