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Research on anti-aging mechanism by basement membrane

Research Project

Project/Area Number 22K20658
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

Shibata Yukimasa  関西学院大学, 生命環境学部, 講師 (80314053)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords老化 / コンドロイチン / C. elegans / ADAMTSプロテアーゼ / 基底膜 / cell migration / 細胞外マトリックス / リソソーム
Outline of Research at the Start

基底膜は老化に伴い、ダメージを受けることが知られているが、基底膜による老化抑制効果はこれまで知られていなかった。本研究では、基底膜関連因子による老化抑制の存在を明らかにする。仮説としては、 基底膜の状態をインテグリンがモニターし、エンドサイトーシスおよびリソソームの活性をコントロールすることで、オートファジーに干渉し寿命を制御するというモデルを考えている。本研究で基底膜による老化抑制機構をC. elegansで明らかにすることは、将来的な哺乳類への研究の展開や、老化予防薬開発に繋がっていく。

Outline of Final Research Achievements

Chondroitin is found as proteoglycans in the extracellular matrix. Ingestion of chondroitin prolongs the lifespan of C. elegans. However, the roles of endogenous chondroitin in regulating lifespan and healthspan mostly remain to be investigated. Here, we demonstrate that a gain-of-function mutation in MIG-22, the chondroitin polymerizing factor (ChPF), results in elevated chondroitin levels and a significant extension of both the lifespan and healthspan in C. elegans. Importantly, the remarkable longevity observed in mig-22(gf) mutants is dependent on SQV-5/chondroitin synthase (ChSy), highlighting the pivotal role of chondroitin in controlling both lifespan and healthspan. Additionally, the mig-22(gf) mutation effectively suppresses the reduced healthspan associated with the loss of MIG-17/ADAMTS metalloprotease. Our findings suggest that chondroitin functions in the control of healthspan downstream of MIG-17, while regulating lifespan through a pathway independent of MIG-17.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンドロイチンは膝の痛みや肌の皺などの加齢性の症状に対する医薬品やサプリメントとして流通している。また、C. elegansでコンドロイチンの摂取によって寿命が延びることが報告されている。しかし、摂取したコンドロイチンではなく、内在性のコンドロイチンが老化に及ぼす効果はわかっていなかった。今回の成果は、内在性のコンドロイチンが老化を抑制することを明らかにした初めての例である。また、細胞外マトリックスによる老化抑制の実態はほとんど分かっておらず、今回、コンドロイチンの抗老化作用を示したことで、基底膜で老化抑制を行う分子が明らかになり、老化を疾患として治療する足掛かりを示すことができた。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Endogenous chondroitin extends the lifespan and healthspan in C. elegans.2024

    • Author(s)
      Shibata Y, Tanaka Y, Sasakura H, Morioka Y, Sassa T, Fujii S, Mitsuzumi K, Ikeno M, Kubota Y, Kimura K, Toyoda H, Takeuchi K, Nishiwaki K.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 4813-4813

    • DOI

      10.1038/s41598-024-55417-7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A gain-of-function mutation in chondroitin polymerizing factor extends lifespan and healthspan2023

    • Author(s)
      Yukimasa Shibata, Yuri Tanaka, Shion Fujii, Toshihiro Sassa, Hidenao Toyoda, and Kiyoji Nishiwaki
    • Organizer
      24th International C. elegans meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コンドロイチンによる老化抑制とチューブ状リソソームの形成阻害2023

    • Author(s)
      柴田幸政, 田中友梨, 笹倉寛之, 森岡 幸, 佐々壽浩, 藤井志穏, 池野正史, 豊田英尚, 武内恒成, 西脇清二
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] コンドロイチン重合因子MIG-22の変異による老化の遅延と寿命延長2022

    • Author(s)
      柴田幸政
    • Organizer
      分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] C. elegansにおいて内在性コンドロイチンは寿命と健康寿命を延ばすことを発見!

    • URL

      https://www.kwansei.ac.jp/news/detail/5131

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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