細胞老化促進マウスを用いた加齢制御機構の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15239
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中西 真 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40217774)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 細胞老化 / 大腸発がん / がん抑制

研究実績の概要

細胞老化は、恒久的増殖停止を特徴とする細胞表現で、抗腫瘍機構として作用している。最近、マウス個体から老化細胞を除去すると、老化・老年病の発症が有意に遅延することが報告され、細胞老化が個体老化の主な原因である事が示された。しかしながら、個体老化の原因として老化細胞の蓄積が重要か、組織幹細胞の細胞老化に伴う幹細胞再生能力の低下が重要か全く分かっていない。申請者らは細胞老化の原因が、G2期でp53が活性化され、細胞分裂期を回避する事であることを明らかにし、人工的G2期チェックポイント延長により細胞老化を促進する系を確立した。本年は、G2チェックポイントからの回復にクラスピン遺伝子の分解が必要であることを基盤に、非分解型のクラスピン発現カセット遺伝子を構築、当該カセット遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作製し、AOM-DSS誘導大腸発がんにおける影響を解析した。その結果、G2チェックポイント延長細胞老化促進マウスでは、著明に大腸化学発がんが抑制されていた。興味深いことに、この抑制は腫瘍数の減少に伴うもので、個々の腫瘍径はコントロールと比較してほぼ同程度であった。このことは、細胞老化促進は発がんイニシエーションを抑制するが、プロモーションには影響を与えないと考えられた。この結果は、細胞老化の概念とよく一致すると考えられた。一方加齢性変化については、同マウスはコントロールマウスに比較して老化に伴うと考えられる羸痩が顕著であった。また他の加齢性変化についても現在解析を進めている。以上のことから、細胞老化促進が個体において発がん抑制的に機能すること、また老化細胞の蓄積が個体の加齢性変化を促進する可能性が示された。

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

細胞老化誘導促進マウスは予定通り作製され、また予想された表現型を示した。これらの知見は当初予定していた成果であり、概ね順調に研究が進展していることを示している。また現在進行中の、体細胞特異的、幹細胞特異的な老化促進マウスの作製についても、本年度の研究成果から、予定通り遂行されるものと期待できる。

今後の研究の推進方策

細胞老化促進カセット遺伝子が、トランスジェニックマウスにおいて機能しうることが、大腸化学発がん実験および、加齢性変化の解析から明らかとなった。従って、今後はこのカセット遺伝子を細胞特異的、時期特異的に発現させたり、また低レベルのゲノムストレスを与える影響についても解析を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

実験計画の進行が1カ月程度ずれこんだ為

次年度使用額の使用計画

老化促進マウスの作成が1ヶ月程度遅れたため、老化形質の解析がずれ込み、次年度使用額をマウスの飼育代、病理解析費用等に当てる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Usp7-dependent histone H3 deubiquitylation regulates maintenance of DNA methylation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, L., Nishiyama, A., Misaki, T., Johmura, Y., Ueda, J., Arita, K., Nagao, K., Obuse, C. and Nakanishi, M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 55
  • DOI: 10.1038/s41598-017-00136-5.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A combination of genetic and biochemical analyses for the diagnosis of PI3K-AKT-mTOR pathway-associated megalencephaly. (2017)
  • 著者名/発表者名: Negishi, Y., Miya, F., Hattori, A., Johmura, Y., Nakagawa, M., Ando, N., Hori, I., Togawa, T., Aoyama, K., Ohashi, K., Fukumura, S., Mizuno, S., Umemura, A., Kishimoto, Y., Okamoto, N., Kato, M., Tsunoda, T., Yamasaki, M., Kanemura, Y., Kosaki, K., Nakanishi, M. and Saitoh, S.
  • 雑誌名: BMC Med Genet 巻: 18 ページ: 4
  • DOI: 10.1186/s12881-016-0363-6.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HP1 regulates the localization of FANCJ at sites of DNA double-strand breaks. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wu W, Togashi Y, Johmura Y, Miyoshi Y, Nobuoka S, Nakanishi M, Ohta T.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 107(10) ページ: 1406-1415
  • DOI: 10.1111/cas.13008.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multiple facets of p53 in senescence induction and maintenance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Johmura Y, Nakanishi M.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 107(11) ページ: 1550-1555.
  • DOI: 10.1111/cas.13060
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aurora B twists on histones for activation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimada M, Nakanishi M.
  • 雑誌名: Cell Cycle. 巻: 15(24) ページ: 3321-3322.
  • DOI: 10.1080/15384101.2016.1224758.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Defective DNA repair increases susceptibility to senescence through extension of Chk1-mediated G2 checkpoint activation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Johmura Y, Yamashita E, Shimada M, Nakanishi K, Nakanishi M.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 31194.
  • DOI: 10.1038/srep31194.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Essential role of autoactivation circuitry on Aurora B-mediated H2AX-pS121 in mitosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimada M, Goshima T, Matsuo H, Johmura Y, Haruta M, Murata K, Tanaka H, Ikawa M, Nakanishi K, Nakanishi M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 ページ: 12059
  • DOI: 10.1038/ncomms12059.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plasma membrane/cell wall perturbation activates a novel cell cycle checkpoint during G1 in Saccharomyces cerevisiae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kono K, Al-Zain A, Schroeder L, Nakanishi M, Ikui AE.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 113(25) ページ: 6910-5
  • DOI: 10.1073/pnas.1523824113.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of Endogenous Retroviruses in Dnmt1(-/-) ESCs Involves Disruption of SETDB1-Mediated Repression by NP95 Binding to Hemimethylated DNA. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sharif J, Endo TA, Nakayama M, Karimi MM, Shimada M, Katsuyama K, Goyal P, Brind'Amour J, Sun MA, Sun Z, Ishikura T, Mizutani-Koseki Y, Ohara O, Shinkai Y, Nakanishi M, Xie H, Lorincz MC, Koseki H.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 巻: 19(1) ページ: 81-94
  • DOI: 10.1016/j.stem.2016.03.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ヒストンユビキチン化・脱ユビキチン化によるDNA維持メチル化制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nakanishi
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01 – 2016-12-01
• [学会発表] Cell Cycle Control in Disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nakanishi
  • 学会等名: The Korean Society for Molecular and Cellular Biology(KSMCB)
  • 発表場所: COEX ソウル市 韓国
  • 年月日: 2016-10-13 – 2016-10-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DNA damage response and repair in cancer. Essential role of auto-activation circuitry on Aurora B-mediated H2AX-pS121 in mitosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nakanishi
  • 学会等名: 第75回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08