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2017 年度 実施状況報告書

テロメア長を調節する分子機構の解明:iPS化のリプログラム現象を解析に活用して

研究課題

研究課題/領域番号 15K08414
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

石川 直  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (30184485)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードテロメア / リプログラミング / iPS細胞 / 染色体特異性 / 細胞老化 / ヒト線維芽細胞
研究実績の概要

induced pluripotent stem cell (iPSC)は幹細胞としての性格を持ち、その遺伝子情報のリプログラミング過程において、テロメアが伸長することがよく知られている。しかし、その動態については、特に染色体別の解析は不明の点が多く残されている。
iPSCのテロメア長には細胞間(inter-cell)および同一細胞内の染色体間(intra-cell)でも大きな幅があるものの、iPS化に伴い由来細胞と比し平均値(中央値)は有意に増大し、リプログラムによってテロメア長伸長が起こることが示された。これまでのところ、検討したiPSC株が限られていることから、株間で絶対普遍的な染色体特異性ルールは確定できなかったものの、カリオタイピングの精度を上げることにより、以下の新たな現象が明らかにされた。
1)リプログラムによるテロメア長伸長の特異性について;① iPSCテロメア値は新生児値に相当すること、②細胞老化期に高度の短縮を示すテロメアがリプログラム時に平均以上に伸長すること(テロメア長補正機構を示唆)。2)大多数の細胞株で特徴的染色体所見として; ①老化期に著明なテロメア短縮を示す(e.g. 9p, 16p, 22q, Yq)、②老化期に著明に長いテロメアを持つ(e.g. 4q, 14p, Xp, Yp)、③ iPSCで著明に短いテロメアを持つ(e.g. 2p, 3q, Yq)、④ iPSCで著明に長いテロメアを持つ(e.g. 1p, 14p, 14q)、⑤ iPSCと老化期の差異が極めて小さい(あるいは逆転)(e.g. 2p, 3p, 8q, 10q, Yp)、が認められた。3)老化期に好発するTASは成人由来細胞では胎児由来細胞に比し少なかった。以上の結果から、テロメア長はTERT活性亢進のみならずトリミング活性により染色体毎に巧妙に調節されることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

分裂中期(metaphase spread)像の核型を確定するために、外部の協力研究者の助力を得なければならなかった。
組織改編のため、およびこれまでの共同研究者が非常勤職員となったこと、また協力研究者の研究環境が変わったことにより実験実施効率の悪化があった。現在、状況は改善されつつある。

今後の研究の推進方策

京都大学で樹立されたiPS細胞株を、国立研究開発法人 医薬基盤・健康・栄養研究所の細胞バンクから入手し、親株との間でテロメア長の差異について解析を進めてきた。今年度も引き続き、これらを用い私達の仮説を解明するよう解析を行う。
上記の新たに明らかにした事実(研究実績の概要参照)に関して、解析対象の細胞株を増やし、補強し、論文作成し国際誌へ投稿する。

次年度使用額が生じた理由

理由)協力研究者が退職し、研究遅延が生じた。
使用計画)①遅延した計画を実施する。②協力研究者への謝金。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Telomere length determined by the fluorescence in?situ hybridisation distinguishes malignant and benign cells in cytological specimens2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Y.、Suzuki A.、Esaka S.、Hamashima Y.、Imaizumi M.、Kinoshita M.、Shirahata H.、Kiso Y.、Kojima H.、Matsukawa M.、Fujii Y.、Ishikawa N.、Aida J.、Takubo K.、Ishiwata T.、Nishimura M.、Arai T.
    • 雑誌名

      Cytopathology

      巻: 29 ページ: Epub ahead

    • DOI

      10.1111/cyt.12535

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] テロメア短縮と老化および高齢者に好発する疾患との関連2018

    • 著者名/発表者名
      石川直, 相田順子, 田久保海誉, 松田陽子, 新井冨生, 石渡俊行
    • 雑誌名

      病理と臨床

      巻: 36 ページ: 102~109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Telomere length of gallbladder epithelium is shortened in patients with congenital biliary dilatation: measurement by quantitative fluorescence in situ hybridization2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yuto、Aida Junko、Kawano Youichi、Nakamura Ken-ichi、Izumiyama-Shimomura Naotaka、Ishikawa Naoshi、Arai Tomio、Nakamura Yoshiharu、Taniai Nobuhiko、Uchida Eiji、Takubo Kaiyo、Ishiwata Toshiyuki
    • 雑誌名

      Journal of Gastroenterology

      巻: 53 ページ: 291~301

    • DOI

      10.1007/s00535-017-1411-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Barrett’s adenocarcinoma arise from intestinal or cardiac-type mucosae? Telomere measurement by using quantitative fluorescence in situ hybridization.2017

    • 著者名/発表者名
      Aida J, Shimomura N, Nakamura K, Ishikawa N, Takubo K, Ishiwata T
    • 学会等名
      第5回 日本比較病理学研究会.
  • [学会発表] 大脳神経細胞及びグリア細胞の加齢によるテロメア長変化2017

    • 著者名/発表者名
      富田健一郎、相田順子、泉山七生貴、仲村賢一、石川直、新井冨生、石渡俊行、熊坂利夫、藤原睦憲、田久保海誉
    • 学会等名
      第106回 日本病理学会総会
  • [学会発表] Telomere dynamics during “lifelong” culture of human diploid cell strains at chromosome level: Lesson from iPS cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Naoshi ISHIKAWA, Masashi TOYODA, Toshiyuki ISHIWATA
    • 学会等名
      第40回日本基礎老化学会大会
  • [備考] 東京都健康長寿医療センター研究所 ホームページ

    • URL

      http://www.tmghig.jp/research/

  • [備考] 東京都健康長寿医療センター研究所 老年病理学研究チーム 高齢者がんグループ ホームページ

    • URL

      http://www.ttaggg-rtgp.org/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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