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2015 年度 実績報告書

早期老化マウスにおける幹細胞システムの老化促進と加齢疾患の発症に関する研究

計画研究

研究領域ステムセルエイジングから解明する疾患原理
研究課題/領域番号 26115004
研究機関公益財団法人先端医療振興財団

研究代表者

鍋島 陽一  公益財団法人先端医療振興財団, その他部局等, センター長 (60108024)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード幹細胞 / 老化 / ビタミンD / サーチュイン / クロトー / 細胞障害 / 脂質代謝 / グルコース代謝
研究実績の概要

α-klotho KO マウスの幹細胞マーカーの発現、BrdUの取り込み、腎臓、肺、肝臓などでのKi67陽性細胞数の解析を進め、生後3週ではα-klotho KO マウス、野生型マウス間で顕著な差異は見いだされないが、生後4、5週ではα-klotho KO マウスにおいて幹細胞数が増加しており、BrdUを取り込んだ細胞数も野生型より多いことが見いだされ、しかも10週以後のα-klotho KO マウスでは幹細胞数が顕著に減少していた。おそらく生後3週以降に起こる顕著な組織破壊が一過的な幹細胞の動員/過剰な活性化をもたらすものと推定されたことから、顕著な組織破壊を起こすシグナル経路を解析した。生後3、4週に顕著な組織破壊が起こる。この時期に一致してカルパイン1が顕著に活性化される事から、カルパイン1の阻害剤を投与したところ、組織破壊が止まる事が明らかとなった。ついで、おそらく免疫系の細胞障害活性がα-klotho KOの組織破壊表現型に関わると推定し、解析の結果、血中CCL11/エオタキシン濃度が顕著に増加していた。また、顕著な組織破壊が起こる肺などではグランザイム陽性細胞が多数観察された。エオタキシンは好酸球に特異的に発現するCCR3の特異的リガンドとしてアレルギー性炎症の特徴である選択的好酸球集積、気道への好酸球集積に寄与している。更にエオタキシンの血中濃度は老化に伴って増加し、海馬における神経細胞の新生を低下させることが報告されており、α-klotho KOにおける血中エオタキシン濃度の増加は、α-klotho KOにおける組織破壊の重要な要因と推定している。なお、顕著に増加しているビタミンD活性シグナルが肝臓において一連の核内受容体制御遺伝子の発現、機能制御に関わり、脂質/胆汁酸代謝、糖代謝の制御に予期せぬ変異をもたらす事を発見し、その詳細を解析中である。

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

顕著な細胞障害を特徴とするα-klotho KOの変異表現型の要因としてカルパイン1の活性化、血中エオタキシンの亢進が見いだし、組織破壊メカニズムの理解が進んだ。また、顕著に増加しているビタミンD活性シグナルが肝臓において脂質/胆汁酸代謝、糖代謝の制御に予期せぬ変異をもたらす事を発見、また、詳細な解析を実現する為のα-klothoのコンディショナルKOマウスの作製にも成功しており、引き続き新たな展開が展望できる状況にあることから概ね順調と判断した。

今後の研究の推進方策

エオタキシンの亢進が顕著な組織破壊をもたらす機構、老化の変異表現型、海馬における神経細胞の新生に与える影響を解析する。また、脂質/胆汁酸代謝、糖質代謝の制御にビタミンD受容体を介したシグナルがどのように関わるのかを解析する。α-klothoは視床下部、海馬等で発現しており、特異的ノックアウトマウスの解析により脳におけるα-klothoの機能を解析する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

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

  • [国際共同研究] University of Illinois at Chicago(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Illinois at Chicago
  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Los Angeles
  • [雑誌論文] Adjusting the 17β-Estradiol to Androgen Ratio Ameriorates Diabetic Nephropathy2016

    • 著者名/発表者名
      Inada A., Inada O., Nagafuchi S., Katsuta H., Yasunami Y., Fujii NL., Matsubara T., Arai H., Fukatsu A. Nabeshima Y.
    • 雑誌名

      J. American Society of Nephrology

      巻: 27 ページ: 3035-3050

    • DOI

      10.1681/ASN.2016121275.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hepatocyte β-Klotho regulates lipid homeostasis but not body weight in mice.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K., Tanaka T., Okada S., Morimoto Y., Matsumura S., InoueK., Kimura K., Yagi T., Saito Y., Fushiki T., Inoue H., Matsumoto M. Nabeshima Y.
    • 雑誌名

      FASEB J.

      巻: 30 ページ: 849-862

    • DOI

      10.1096/fj.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Na,K-ATPaseα3 is a death target of Alzheimer patient amyloid-β assembly.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi T., Yanazawa M., K., Tada M., Hagiwara M., Sawasaki T. Nakamura Y., Nabeshima Y., Teplow DG., Hoshi M.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.

      巻: 112(32) ページ: E4465-E4474

    • DOI

      10.1073/pnas.1421182112.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Insight into an Alzheimer's Brain-Derived Spherical Assembly of Amyloid β by Solid-state NMR2015

    • 著者名/発表者名
      Parthasarathy S, Inoue M, Xiao Y, Matsumura Y, Nabeshima YI, Hoshi M, Ishii Y.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc.

      巻: 137(20) ページ: 6480-6483

    • DOI

      10.1021/jacs.5b03373.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 蛋白間相互作用における糖鎖の新たな機能2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島陽一
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会 ワークショップ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Klothoの分子機能と老化関連疾患2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島陽一
    • 学会等名
      脳心血管抗加齢研究会2015
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-28
    • 招待講演
  • [学会発表] クロトーの分子機能解析―蛋白間相互作用における糖鎖の新たな機能―2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島陽一
    • 学会等名
      第6回 Molecular Cardiovascular Conference II Keynote Lecture
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-04
    • 招待講演
  • [学会発表] クロトーの分子機能と病態2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島陽一
    • 学会等名
      第一回日本筋学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-08-08
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-28  

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