早老遺伝子の多角的解析に基づく老化と疾患の分子病態解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01558
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 横手 幸太郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (20312944)
• 研究分担者: 清水 孝彦 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (40301791) ; 竹本 稔 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任教授 (60447307) ; 前澤 善朗 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (80436443)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ウェルナー症候群 / iPS細胞 / 間葉系幹細胞 / 分化

研究実績の概要

１）WS患者iPS細胞由来間葉系幹細胞を用いた加齢性変化の分子メカニズム・分化系の確立：昨年度は、以前樹立したiPS細胞は発がん等の恐れのあるレトロウイルスを使用していたため、標的細胞からの除去が可能なセンダイウイルスを用いて再度iPS細胞の樹立をおこなった。今までに倫理審査は終了し、ウェルナー症候群患者５例をリクルート、血球にOCT4, SOX2, KLF4, c-MYCの遺伝子導入を行い樹立に成功した。ほとんどの株で未分化マーカーなどの確認が終了し、また一部の株を用いてマウスに奇形腫を作成し、３胚葉分化の確認を施行中である。
WS患者では皮膚、アキレス腱といった間葉系組織に早老徴候や悪性腫瘍を発現するため、このiPS細胞を間葉系幹細胞、脂肪、血管などに分化させ、その表現系を評価する。脂肪分化に関しては、iPS細胞に脂肪分化誘導をかけるとOil Red 陽性の脂肪細胞が増えることが確認できた。
２）ヒト早老症モデル動物の作製と検討：WSの原因遺伝子であるWrnの欠損マウスはヒトと異なり、表現型を有さない。一方、RECQヘリケースには、WRN以外のファミリー遺伝子が存在し、これらの機能が相補的である可能性がある。そこで、その一つであるRECQL5との交配により老化表現型が増強されるかを観察している。昨年度はマウス交配に費やし、ダブルKOマウスが得られた。また、培養細胞でWRNとRECQL５を同時にノックダウンすると、細胞増殖が低下し細胞老化が促進され、DNA損傷が亢進する事がわかった。このようにして健常者の老化と早老症に共通する加齢関連疾患の分子機序の解明を目指している。

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

当初の予想を上回る５例の患者さんからiPS細胞を樹立することが出来た。また、WRNとRECQL５のダブルKOマウスも得られた。さらに、学内の協力者を得て、WRNノックアウトiPSやWS患者由来線維芽細胞を用いて、エピゲノム解析や遺伝子発現解析を始めている。順調に、プロジェクトが進捗していると考えております。

今後の研究の推進方策

１）WS患者iPS細胞由来間葉系幹細胞を用いた加齢性変化の分子メカニズム・分化系の確立：
WS患者では皮膚、アキレス腱といった間葉系組織に早老徴候や悪性腫瘍を発現するため、樹立したiPS細胞を用いて間葉系幹細胞、脂肪、血管などに分化させ、その表現系を評価する。現在、 iPS細胞から脂肪細胞、間葉系幹細胞、ならびに血管細胞へと分化させる系の確立に取り組んでおり、本年度も引き続きこれを行う。脂肪分化に関しては、iPS細胞に脂肪分化誘導をかけるとOil Red 陽性の脂肪細胞が増えることが確認できたが、血管内皮、間葉系幹細胞に関しても現在、分化誘導系の安定化を試みていく。本年度はこれら分化系を用いて、間葉系幹細胞や脂肪細胞に分化誘導をかけたときの遺伝子発現の変化、ゲノム変化やエピゲノムの変化を検討する。
２）ヒト早老症モデル動物の作製と検討：
WRNと RECQL5のダブルKOマウスは正常に出生し、6ヶ月の通常飼育下では顕著な早老症候を示さないことがわかった。そこで、さらに高脂肪餌や炎症刺激の負荷を加え、検討を行う。さらに、併行してKOマーモセットモデルの作成に着手し、ヒトにより近い霊長類を用いることで、早老症の表現型を世界で初めて得ることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of Washington(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Washington
• [雑誌論文] Physician-initiated clinical study of limb ulcers treated with a functional peptide, SR-0379: from discovery to a randomized, double-blind, placebo-controlled trial (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagami H, Sugimoto K, Ishikawa T, Fujimoto T, Yamaoka T, Hayashi M, Kiyohara E, Ando H, Terabe Y, Takami Y, Yamamoto K, Takeya Y, Takemoto M, Koshizaka M, Ebihara T, Nakamura A, Nishikawa M, Yao XJ, Hanaoka H, Katayama I, Yokote K, Rakugi H
  • 雑誌名: NPJ Aging Mech Dis 巻: 4 ページ: 2
  • DOI: 10.1038/s41514-018-0021-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Femoral osteoporosis is more common than lumbar osteoporosis in patients with Werner syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Mori Seijiro、Zhou Heying、Yamaga Masaya、Takemoto Minoru、Yokote Koutaro
  • 雑誌名: Geriatrics & Gerontology International 巻: 17 ページ: 854～856
  • DOI: 10.1111/ggi.12960
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Werner syndrome: a model for sarcopenia due to accelerated aging (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaga Masaya、Takemoto Minoru、Shoji Mayumi、Sakamoto Kenichi、Yamamoto Masashi、Ishikawa Takahiro、Koshizaka Masaya、Maezawa Yoshiro、Kobayashi Kazuki、Yokote Koutaro
  • 雑誌名: Aging 巻: 9 ページ: 1738-1744
  • DOI: 10.18632/aging.101265
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent Trends in WRN Gene Mutation Patterns in Individuals with Werner Syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaga Masaya、Takemoto Minoru、Takada-Watanabe Aki、Koizumi Naoko、Kitamoto Takumi、Sakamoto Kenichi、Ishikawa Takahiro、Koshizaka Masaya、Maezawa Yoshiro、Yokote Koutaro
  • 雑誌名: Journal of the American Geriatrics Society 巻: 65 ページ: 1853～1856
  • DOI: 10.1111/jgs.14906
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The clinical characteristics of Asian patients with classical-type Hutchinson?Gilford progeria syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato-Kawano Nanae、Takemoto Minoru、Okabe Emiko、Yokote Koutaro、Matsuo Muneaki、Kosaki Rika、Ihara Kenji
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 62 ページ: 1031～1035
  • DOI: 10.1038/jhg.2017.90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sitagliptin but not alpha glucosidase inhibitor reduced the serum soluble CD163, a marker for activated macrophage, in individuals with type 2 diabetes mellitus (2017)
  • 著者名/発表者名: Hattori Akiko、Takemoto Minoru、Tokuyama Hirotake、Koshizaka Masaya、Yokote Koutaro
  • 雑誌名: Diabetes Research and Clinical Practice 巻: 126 ページ: 138～143
  • DOI: 10.1016/j.diabres.2017.02.010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficacy and safety of ipragliflozin and metformin for visceral fat reduction in patients with type 2 diabetes receiving treatment with dipeptidyl peptidase-4 inhibitors in Japan: a study protocol for a prospective, multicentre, blinded-endpoint phase IV randomised controlled trial (PRIME-V study) (2017)
  • 著者名/発表者名: Koshizaka Masaya、Ishikawa Ko、Ishikawa Takahiro、Kobayashi Kazuki、Takemoto Minoru、Horikoshi Takuro、Shimofusa Ryota、Takahashi Sho、Nagashima Kengo、Sato Yasunori、Tatsuno Ichiro、Terano Takashi、Hashimoto Naotake、Kuribayashi Nobuichi、Uchida Daigaku、Yokote Koutaro
  • 雑誌名: BMJ Open 巻: 7 ページ: e015766～e015766
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2016-015766
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Toxic Conformer of Aβ42 with a Turn at 22?23 is a Novel Therapeutic Target for Alzheimer’s Disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Izuo Naotaka、Kasahara Chihiro、Murakami Kazuma、Kume Toshiaki、Maeda Masahiro、Irie Kazuhiro、Yokote Koutaro、Shimizu Takahiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 11811
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11671-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of serum levels of antibodies against MMP1, CBX1, and CBX5 with transient ischemic attack and cerebral infarction (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokote Koutaro、Ohno Mikiko、Chen Po-Min、Nishi Eiichiro、Ono Koh、Kimura Takeshi、Machida Toshio、Takizawa Hirotaka、Kashiwado Koichi、Shimada Hideaki、Ito Masaaki、Goto Ken-Ichiro、Iwase Katsuro、Ashino Hiromi、Taira Akiko、Arita Emiko、Takiguchi Masaki、Hiwasa Takaki et al
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 5600-5613
  • DOI: 10.18632/oncotarget.23789
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 座談会 脂質異常症治療のポイントと今後の展望～家族性高コレステロール血症を含めて～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎、木下大輔、小倉正恒
  • 雑誌名: 日本内科学会雑誌 巻: 160 ページ: 742～754
  • 査読あり
• [雑誌論文] PCSK9阻害薬の臨床応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井出真太郎、前澤善朗、横手幸太郎
  • 雑誌名: Diabetes Frontier 巻: 2 ページ: 139～146
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウェルナー症候群の特徴と診療の実際 (2017)
  • 著者名/発表者名: 越坂理也、横手幸太郎
  • 雑誌名: 新薬と臨牀 巻: 66 ページ: 96～102
  • 査読あり
• [学会発表] 32.Werner Syndrome Research in Japan: For the Patient and Aging Scienece. (2018)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: International symposium on RECQ Helicases and Related Diseases 2018
• [学会発表] A case of Werner syndrome with isolatedocorticotropic hormone deficiency, Poster (2018)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Baba, Kana Ide, Kazuki Kobayashi, Yohsiro Maezawa, Minoru Takemoto, Tomoaki Tanaka, and Koutaro Yokote
  • 学会等名: International symposium on RECQ Helicases and Related Diseases 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 19.Werner Syndrome Research in Japan: for the Patient and Aging Science, 口頭 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: International Meeting on RECQ Helicases and Related Diseases 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 高齢者糖尿病の薬物治療と包括的管理, 口頭 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第34回日本臨床内科医会総会
• [学会発表] ウェルナー症候群患者由来iPS細胞の間葉系幹細胞への分化誘導およびその老化表現型、口頭 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤尚也、前澤善朗、大内靖夫、石川崇広、越坂理也、岩間厚志、江藤浩之、横手幸太郎
  • 学会等名: 第59回日本老年医学会学術集会