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2015 年度 実績報告書

癌化・老化耐性ハダカデバネズミをモデルとした低酸素適応・代謝制御機構の探究

計画研究

研究領域酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
研究課題/領域番号 26111006
研究機関北海道大学

研究代表者

三浦 恭子  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 講師 (80583062)

研究分担者 南嶋 洋司  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (20593966)
杉浦 悠毅  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30590202)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワードハダカデバネズミ / naked mole rat
研究実績の概要

(1)低酸素へのハダカデバネズミとマウス細胞の応答性の比較:これまで低酸素下での増殖の挙動がハダカデバネズミとマウス細胞で異なるという結果を得ていたが、ラインを増やして詳細な比較を行ったところ、有意な応答性の違いが見られなくなった。そこで方針を変更し、低酸素条件からの通常酸素への暴露(虚血再灌流傷害条件)を行ったところ、ハダカデバネズミ細胞で死細胞が非常に少ないという結果を得た。
(2)酸素消費速度の種間比較:ハダカデバネズミの培養条件(32℃ 5% O2)とマウスの培養条件(37℃ 20%O2)のそれぞれにおいて線維芽細胞の酸素消費量を比較したところ、どちらの条件においてもハダカデバネズミのほうが酸素消費量が少ないことが判明した。
(3)低酸素応答遺伝子の解析:遺伝子配列から、低酸素下でのハダカデバネズミHIF1αのタンパクの安定性が低いことが示唆されていたが、解析の結果、安定性はマウスと大差ないことが判明した。一方申請者らのこれまでの解析から、通常マウス・ヒトでは低酸素下で亢進するiPS細胞の樹立効率が、ハダカデバネズミでは逆に、低酸素下で樹立が完全に抑制されることが明らかになった。
(4)エネルギー代謝の種間比較:取得した肝臓・心臓におけるメタボロームデータの解析を進め、虚血耐性に関与すると考えられるマウスとの代謝産物の差を見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ハダカデバネズミは細胞レベルで虚血再灌流傷害への抵抗性をもつことが明らかになった。
また、ハダカデバネズミiPS細胞の解析により、低酸素においてもiPS細胞の樹立効率が上昇しないということが判明し、今後の解析により、低酸素応答性の違いによる新たなハダカデバネズミ特異的がん抑制機構の発見に繋がる可能性がある。Flux analyzerや質量分析を用いたエネルギー代謝解析についても順調に進展していることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

・虚血再灌流条件での細胞の応答性の種間比較を更に進めた後、RNA-seq, メタボローム解析を行う。
・一般的に、低酸素下ではOct3/4を含む未分化マーカーが活性化し、体細胞のがん化および悪性化に寄与することが知られている。ハダカデバネズミでは低酸素への未分化マーカーの応答性が異なることでiPS細胞のみならずハダカデバネズミ個体のがん化耐性が制御される可能性もあるため、今後、未分化マーカー遺伝子に着目しつつ低酸素応答遺伝子の比較解析を更に進める。
・ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I-Vの機能の種間比較を行う。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 老化・がん化耐性研究の新たなモデル:ハダカデバネズミと長寿動物を用いた老化学2016

    • 著者名/発表者名
      岡 香織, 三浦恭子
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 88(1) ページ: 71-77

  • [雑誌論文] Tumour resistance in induced pluripotent stem cells derived from naked mole-rats2016

    • 著者名/発表者名
      Miyawaki S, Kawamura Y, Oiwa Y, Shimizu A, Hachiya T, Bono H, Koya I, Okada Y, Kimura T, Yoshihiro Tsuchiya, Suzuki S, Onishi N, Kuzumaki N, Matsuzaki Y, Narita M, Ikeda E, Okanoya K, Seino K, Saya H, Okano H & Miura K
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/ncomms11471

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ハダカデバネズミ 老化と腫瘍研究の新しいモデル2015

    • 著者名/発表者名
      河村佳見,宮脇慎吾,大岩祐基,岡野栄之,三浦恭子
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 66(6) ページ: 589-594

  • [雑誌論文] ハダカデバネズミの不思議-がんにならず長生きするには-2015

    • 著者名/発表者名
      宮脇慎吾,河村佳見,三浦恭子
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 530 ページ: 32-34

  • [雑誌論文] Inhibition of the oxygen sensor PHD2 in the liver improves survival in lactic acidosis by activating the Cori cycle.2015

    • 著者名/発表者名
      Suhara T, Hishiki T, Kasahara M, Hayakawa N, Oyaizu T, Nakanishi T, Kubo A, Morisaki H, Kaelin WG Jr, Suematsu M, Minamishima YA.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 112 ページ: 11642-11647

    • DOI

      10.1073/pnas.1515872112

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] メタボローム解析2015

    • 著者名/発表者名
      南嶋洋司、久保亜紀子
    • 雑誌名

      腎臓内科・泌尿器科

      巻: 2(2) ページ: 203-209

  • [雑誌論文] Mode of Bioenergetic Metabolism during B Cell Differentiation in the Intestine Determines the Distinct Requirement for Vitamin B12015

    • 著者名/発表者名
      Jun Kunisawa1, Yuki Sugiura1, Taichi Wake, Takahiro Nagatake, Hidehiko Suzuki, Risa Nagasawa, Shiori Shikata, Kurara Honda, Eri Hashimoto, Yuji Suzuki, Mitsutoshi Setou, Makoto Suematsu, Hiroshi Kiyono (1Co-first author)
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 13(1) ページ: 122-131

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.08.063

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Finding of thiosulfate pathway for synthesis of organic sulfur compounds in Saccharomyces cerevisiae and improvement of ethanol production2015

    • 著者名/発表者名
      Eri Funahashi, Kyohei Saiki, Kurara Honda, Yuki Sugiura, Yusuke Kawano, Iwao Ohtsu, Daisuke Watanabe, Yukari Wakabayashi, Tetsuya Abe, Tsuyoshi Nakanishi, Makoto Suematsu, Hiroshi Takagi
    • 雑誌名

      Journal of bioscience and bioengineering

      巻: 120(6) ページ: 666-669

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.04.011

    • 査読あり
  • [学会発表] Glycosaminoglycan as an energy source for pancreatic cancer cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Kishimoto*, Yoji Andrew Minamishima*, Noriyo Hayakawa and Makoto Suematsu (*Equally contributed)
    • 学会等名
      10th AACR-JCA Joint Conference on Breakthroughs in Cancer Research: From Biology to Therapeutics.
    • 発表場所
      Maui, Hawaii, U.S.A.
    • 年月日
      2016-02-18
    • 国際学会
  • [学会発表] アフリカの地下に住むハダカデバネズミ 老化耐性・がん化耐性の不思議2016

    • 著者名/発表者名
      三浦恭子
    • 学会等名
      第24回京都大学地球環境フォーラム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-02-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量分析による生体代謝プロファイリング技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      杉浦悠毅
    • 学会等名
      酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議
    • 発表場所
      一宮シーサイド大塚(千葉県・長生郡)
    • 年月日
      2016-01-26 – 2016-01-28
  • [学会発表] 低酸素応答によるCori回路の制御機構の解明肝臓における低酸素応答を標的とした新たな乳酸アシドーシスの治療法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      壽原朋宏*、菱木貴子、笠原正貴、早川典代、小柳津智子、中西豪、久保亜紀子、森崎浩、William G. Kaelin Jr.、末松誠、南嶋洋司
    • 学会等名
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-04
  • [学会発表] アフリカの奇妙な齧歯類“ハダカデバネズミ” がん化耐性・長寿の不思議2015

    • 著者名/発表者名
      三浦恭子
    • 学会等名
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] Inhibition of the oxygen sensor PHD2 in the liver improves survival in lactic acidosis by activating the Cori cycle2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Suhara*, Takako Hishiki, Masataka Kasahara, Noriyo Hayakawa, Tomoko Oyaizu, Tsuyoshi Nakanishi, Akiko Kubo, Hiroshi Morisaki, William G. Kaelin Jr., Makoto Suematsu, Yoji Andrew Minamishima
    • 学会等名
      第3回低酸素研究会
    • 発表場所
      早稲田大学先端生命医科学センター(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-07-25
  • [学会発表] 低酸素応答とミトコンドリアストレス2015

    • 著者名/発表者名
      南嶋洋司
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      徳島市あわぎんホール(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2015-06-25
  • [学会発表] 肝臓における低酸素応答はCori回路の活性化を介して血中乳酸レベルを制御している2015

    • 著者名/発表者名
      壽原朋宏、菱木貴子、笠原正貴、早川典代、小柳津智子、中西豪、久保亜紀子、森崎浩、William G. Kaelin Jr.、末松誠、南嶋洋司
    • 学会等名
      第13回がんとハイポキシア研究会
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県・三島市)
    • 年月日
      2015-06-05
  • [学会発表] Inactivating HIF-prolyl hydroxylase PHD2 in liver improves survival after lactic acidosis by activating Cori cycle2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Suhara, Takako Hishiki, Masataka Kasahara, Noriyo Hayakawa, Tomoko Oyaizu, Tsuyoshi Nakanishi, Akiko Kubo, Hiroshi Morisaki, Makoto Suematsu, Yoji Andrew Minamishima
    • 学会等名
      Keystone Symposia “Hypoxia: From Basic Mechanisms to Therapeutics (E3)”
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2015-05-14
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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