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ヒト老化に伴うSHMT2とGCAT遺伝子発現抑制が誘発するのは短命か長寿か?

研究課題

研究課題/領域番号 19H03141
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42040:実験動物学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

林 純一  筑波大学, 生命環境系(名誉教授), 名誉教授 (60142113)

研究分担者 米川 博通  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 研究員 (30142110)
高橋 智  筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードヒト老化モデル / ミトコンドリア呼吸欠損 / Shmt2遺伝子 / Gcat遺伝子 / 一炭素代謝 / ヒト老化モデルマウス / 細胞分裂阻害 / Shmt2遺伝子・ Gcat遺伝子 / ヒト老化 / SHMT2遺伝子 / GCAT遺伝子 / ミトコンドリア 呼吸欠損 / Shmt2遺伝子とGcat遺伝子 / 細胞分化阻害
研究開始時の研究の概要

応募者は最近、ヒトの老化の原因が従来の定説のように「mtDNA突然変異の蓄積」にあるのではなく、「核ゲノムのゲノム修飾」であり、核ゲノムにコードされる少なくとも二つの遺伝子(SHMT2とGCAT)の発現抑制が関係するという老化機構のパラダイム転換を提案した。本申請は両遺伝子を破壊したマウスを活用し、これらのマウスが長寿になるか短命になるかを明らかにすることで応募者の仮説の正否を明らかにする。

研究成果の概要

本研究の目的は我々が作製したShmt2とGcat遺伝子破壊マウスを用いて一つの逆説的仮説(ヒトの老化に伴うSHMT2とGCAT遺伝子の発現抑制は老化を促進するのではなくミトホルミシス効果により長寿に貢献する)を検証することである。なぜならアンチエイジングとしての安易なサプリメント摂取は、逆に短命を誘発する危険性があるからである。
その結果、Shmt2遺伝子破壊マウスは13.5日で胚性致死となり仮説の正否を検証できなかった。一方Gcat遺伝子破壊マウスは胚性致死にならなず少なくとも2年の生存が確認できたが、ミトホルミシス効果により寿命が延長されるか否かの結論を出すには今後1年以上の飼育が必要。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的意義:ヒトの老化現象は極めて多様だが、その一つである「老化に伴うエネルギー欠乏」に着目すると、どうやらグリシン摂取が「老化に伴うエネルギー欠乏」の緩和みならず、「老化に伴う細胞分裂遅延」の緩和にも有効であるという成果をあげた。
学術的意義:「老化に伴うエネルギー欠乏」は老化とともに発症頻度が高まるがん細胞の細胞分裂を抑制し、逆に健全な老化(長寿)に貢献しているという可能性、つまり老化を促進することでがん化を抑制するという正の側面があるかもしれない。グリシン摂取による若返りについては社会的関心が高いが、がん細胞の増殖を促進する可能性を考慮したすべきであるというメッセージを発信した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial DNA deletion-dependent podocyte injuries in Mito-miceΔ, a murine model of mitochondrial disease2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Shuzo、Usui Joichi、Hagiwara Masahiro、Shimizu Tatsuya、Ishii Ryota、Takahashi-Kobayashi Mayumi、Kageyama Mikiko、Nakada Kazuto、Hayashi Jun-Ichi、Yamagata Kunihiro
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 71 号: 1 ページ: 14-21

    • DOI

      10.1538/expanim.21-0054

    • NAID

      130008158653

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A high mutation load of m.14597A>G in MT-ND6 causes Leigh syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      Kishita Yoshihito、Ishikawa Kaori、Nakada Kazuto、Hayashi Jun-Ichi、Fushimi Takuya、Shimura Masaru、Kohda Masakazu、Ohtake Akira、Murayama Kei、Okazaki Yasushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 11123-11123

    • DOI

      10.1038/s41598-021-90196-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ミトコンドリアとヒトの老化2021

    • 著者名/発表者名
      林 純一
    • 雑誌名

      ミトコンドリアダイナミクス:機能研究から疾患・老化まで

      巻: - ページ: 337-347

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Disruption of the mouse Shmt2 gene confers embryonic anaemia via foetal liver-specific metabolomic disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Tani Haruna、Mito Takayuki、Velagapudi Vidya、Ishikawa Kaori、Umehara Moe、Nakada Kazuto、Suomalainen Anu、Hayashi Jun-Ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 16054-16054

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52372-6

    • NAID

      120007132907

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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