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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

研究課題

研究課題/領域番号 20H03440
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48040:医化学関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

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)

研究分担者 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, サイエンス・テクノロジーアソシエイト (00452532)
杉山 伸樹  沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (70868687)
RAZALI Nurhanani・Binti  沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード細胞老化 / 細胞膜損傷 / 細胞膜修復 / 老化
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

我々は出芽酵母とヒト培養細胞を用いて細胞の細胞膜損傷応答を検討した結果、新たな膜修復因子としてフリッパーゼを同定し、その輸送にクラスリン依存的な膜輸送が寄与することを見出した。また細胞膜損傷は、個体老化の一因である細胞老化をCa2+-p53経路を介して誘導すること、細胞膜の修復を亢進させることで細胞老化を抑制できることなどを明らかにした。また細胞膜損傷による老化細胞のトランスクリプトームはヒト生体内の創傷周辺にある老化細胞と極めてよく似ていた。これらの結果は細胞膜損傷がヒト生体内の創傷周辺で生じる老化細胞の原因である可能性を示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの老化の一因は細胞の老化であることが分かり始めている。老化細胞は様々なストレスにより誘導されるが、生体内における細胞老化の原因は未だはっきりしない。実験室内、試験管内での細胞老化の主要な原因は、テロメア短縮、DNA損傷、ガン遺伝子活性化、エピジェネティックな変化など、最終的にはDNAの変化、染色体の変化が細胞の運命を老化へと決定すると理解されてきた。しかし本研究では細胞膜損傷というDNAの変化とは独立の現象が、DNAの変化とは別のメカニズムで細胞老化を誘導し、実際にその細胞とよく似た細胞がヒト生体内にあることを示した。本研究は新たな老化治療戦略提案の基盤となる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 13件、 招待講演 10件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2024

    • 著者名/発表者名
      Suda Kojiro、Moriyama Yohsuke、Razali Nurhanani、Chiu Yatzu、Masukagami Yumiko、Nishimura Koutarou、Barbee Hunter、Takase Hiroshi、Sugiyama Shinju、Yamazaki Yuta、Sato Yoshikatsu、Higashiyama Tetsuya、Johmura Yoshikazu、Nakanishi Makoto、Kono Keiko
    • 雑誌名

      Nature Aging

      巻: 4 号: 3 ページ: 319-335

    • DOI

      10.1038/s43587-024-00575-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exocytic plasma membrane flows remodel endoplasmic reticulum?plasma membrane tethering for septin collar assembly2024

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Shinju、Kono Keiko
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 10 号: 11 ページ: 1512-1512

    • DOI

      10.1126/sciadv.adj1512

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cytoplasmic zoning by protein phase transition after membrane permeabilization2023

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Shinju、Suda Kojiro、Kono Keiko
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 175 号: 2 ページ: 147-153

    • DOI

      10.1093/jb/mvad094

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 酵母にみるキズの治し方2023

    • 著者名/発表者名
      河野恵子
    • 雑誌名

      日本醸造協会誌

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exocyst live-cell imaging during plasma membrane repair in yeast2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamazaki, Keiko Kono
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Clathrin-mediated trafficking of phospholipid flippases is required for local plasma membrane/cell wall damage repair in budding yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamazaki, Keiko Kono
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 606 ページ: 156-162

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.03.129

    • 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
  • [学会発表] lasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2024

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono
    • 学会等名
      A3 Foresight program, Cellular Senescence: from Pathophysiology to Treatment.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞膜損傷依存性老化におけるCa2+を介した小胞体とミトコンドリアのクロストーク2024

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Suda, Yohsuke Moriyama, and Keiko Kono
    • 学会等名
      日本生理学会 第101回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exocytic plasma membrane flows remodel endoplasmic reticulum-plasma membrane tethering for septin collar assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia conference on Yeast and Life Sciences, Shimane
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasma membrane damage-dependent cellular senescence is mediated by mitochondrial Ca2+ accumulation2023

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono
    • 学会等名
      第96回日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜損傷を起点とする細胞質ゾーニングの変化2023

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How do our cells age?2023

    • 著者名/発表者名
      Kono K
    • 学会等名
      Interdisciplinary Science Conference in Okinawa (ISCO 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasma membrane damage, immune response, and cellular senescence2023

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Y and Kono K
    • 学会等名
      The 28th East Asia Joint Symposium on biomedical Research
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Kono K
    • 学会等名
      The 23rd Northeastern Asian Symposium Cellular Senescence: From Pathophysiology to Treatment
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasma membrane damage-induced senescent cells accelerate wound healing via extracellular vesicles and soluble molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Barbee H, Moriyama Y, and Kono K
    • 学会等名
      Cell Bio 2022 (ASCB/EMBO meeting)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clathrin-mediated trafficking of phospholipid flippases is required for local plasma membrane/cell wall damage repair in budding yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Y, and Kono K
    • 学会等名
      Cell Bio 2022 (ASCB/EMBO meeting)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Suda K, Moriyama Y, Razali N, Chiu Y, and Kono K
    • 学会等名
      EMBO Workshop 2022 The DNA damage response, immunity and aging, Singapore
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved transcriptomic profiling of senescence-associated secretory phenotype (SASP) in multiple senescent cell subtypes2022

    • 著者名/発表者名
      Razali N, Moriyama Y, Chiu Y, Suda K, Turkki T, and Kono K
    • 学会等名
      EMBO Workshop 2022 The DNA damage response, immunity and aging, Singapore
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved proteomic profiling of plasma membrane damage-induced senescent cells2022

    • 著者名/発表者名
      Grasic J, Suda K, Razali N, and Kono K
    • 学会等名
      The 7th international Cell Senescence Association Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞膜修復因子の輸送はエンドサイトーシスとリサイクル経路を介する2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕太、河野恵子
    • 学会等名
      第55回酵母遺伝学フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Down-regulating cortical tension ensures timely chromosome segregation2021

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono, Koutarou Nishimura, Yoshikazu Johmura, Makoto Nakanishi
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortical tension and chromosome segregation2021

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kono
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞膜修復におけるクラスリンの役割2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕太、河野恵子
    • 学会等名
      第54回酵母遺伝学フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞極性形成部位における 小胞体-細胞膜接着因子の排除2021

    • 著者名/発表者名
      杉山伸樹、河野恵子
    • 学会等名
      第54回酵母遺伝学フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in normal human fibroblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Yohsuke Moriyama, Razali Nurhanani, Yatzu Chiu, Kojiro Suda, and Keiko Kono
    • 学会等名
      6th International Cell Senescence Association Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma membrane damage induces wound-healing SASPs in normal human fibroblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Nurhanani Razali, Yohsuke Moriyama, Yatzu Chiu, Keiko Kono
    • 学会等名
      6th International Cell Senescence Association Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The miRNA Signature Associated with Plasma Membrane Damage-dependent Senescence2021

    • 著者名/発表者名
      Yatzu Chiu, Yohsuke Moriyama, Nurhanani Binti Razali, Keiko Kono
    • 学会等名
      6th International Cell Senescence Association Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma membrane damage limits replicative lifespanin budding yeast and human fibroblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Kojiro Suda, Yatzu Chiu, Nurhanani Razali , Yohsuke Moriyama, Keiko Kono
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜張力制御と染色体分配2020

    • 著者名/発表者名
      河野恵子
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Annual Report 2022

    • URL

      https://groups.oist.jp/memu/fy2022-annual-report

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 2020 Annual Report

    • URL

      https://groups.oist.jp/memu/fy2020-annual-report

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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