| 研究課題/領域番号 |
17K01862
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| 研究機関 | 県立広島大学 |
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研究代表者 |
齋藤 靖和 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (90405514)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 細胞老化 / 酸化ストレス / 活性酸素 / ストレス防御 / SASP / 線維芽細胞 |
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| 研究実績の概要 |
我々の体を構成する細胞の一部は加齢に伴い老化し、老化細胞として体内に蓄積・共存していくといわれており、この老化細胞の蓄積は様々な疾患にも関与していると考えられている。我々は、これまでに細胞老化に伴い細胞の性質が大きく変わることを見出し、その一例として若い（非老化）細胞と老化細胞へのビタミンC取り込み能が異なることなどを報告してきた。また、これまでの一連の研究から、細胞老化に伴いストレスなどの外的因子に対する細胞の感受性は変化し、ストレスから細胞を防御する化合物の有効性も変わるのではないかという考えを持っていた。そこで本研究では、細胞老化がストレス抵抗性に与える影響の解析を行い、老化細胞の特性をより詳細に解析することを目標としている。
3ヶ年計画の初年度にあたるH29年度には、細胞老化に伴う①ストレス抵抗性の変化、②細胞内酸化ストレスレベルの変化、③創傷治癒への影響について検討を行った。まず、ヒト由来の線維芽細胞2種(TIG-1細胞、NB1RGB細胞)について、継代培養を繰り返すことにより細胞を老化させた老化細胞を取得し、検討に用いた。細胞老化については顕微鏡観察および粒度分析装置による細胞老化に伴う細胞サイズの変化や老化マーカーの一つであるsenescence-associatedβgalactosidase活性の評価により確認を行った。次に、若い細胞および得られた老化細胞を用い、①については細胞老化に伴い様々ストレス(UVA、UVB、過酸化水素、tert-butyl hydroperoxide、Cumene hydroperoxide)に対する抵抗性を調べ、老若細胞間で違いがあること、ストレスの種類によっても差異があることを確認した。また、②についても老化細胞で酸化ストレスレベルが増加していることを確認した。一方、③については細胞老化による顕著な影響は確認できなかった。
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| 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
本研究は、細胞老化に伴うストレス抵抗性変化の特徴を明らかにすると共に、老化細胞のストレス防御に適した化合物を探索することを目的に①細胞老化に伴う酸化ストレス抵抗性の変化、②酸化ストレス以外のストレスに対する抵抗性の変化、③老化細胞に有効なストレス防御物質の探索の3点について検討することを最終目的としている。
これまでにH29年度の実験計画として掲げていた“細胞に伴う酸化ストレス抵抗性の変化”について主に検討を進めてきた。まず、ヒト由来の線維芽細胞2種(TIG-1細胞、NB1RGB細胞)の老化細胞を取得した。次に、TIG-1細胞の細胞老化に伴う様々ストレス(UVA、UVB、過酸化水素、tert-butyl hydroperoxide、Cumene hydroperoxide)抵抗性への影響について検討を行い、細胞老化によりストレス抵抗性が高まること、ストレスの種類による差異があることを確認した。また、老化細胞に伴い細胞内酸化ストレスレベルが増加することもCDCDH-DAフルオロメトリーにより確認した。さらに、酸化ストレス抵抗性の違いの原因を解明することを目的に老若細胞間での発現遺伝子の差異についてリアルタイムPCRを使った解析にも着手しつつある。また、当初H30年度の計画としていた創傷に対する影響の違いについてもNB1RGB細胞を用いたスクラッチアッセイにより検討を行ったが、老若細胞間での創傷治癒に明確な違いは認められなかった。この結果を受け、創傷に対する影響についてはこれ以上検討を行わず、今後は他のストレス因子の影響やその他の計画（今後の研究の推進方策の欄に詳細は記載）を中心に進めていくことにしている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、“酸化ストレス抵抗性の変化だけでなくその他のストレスに対する抵抗性の変化について検証すると共に、老化細胞において優れた抗ストレス効果を発揮する化合物を探索する”という当初の計画に従って、以下の研究を推進していく予定である。
①酸化ストレス以外のストレスとの関連性(H30-31年度)
老化に関連するストレスとして、加齢依存的な病態の発症に関与する糖化ストレス、光老化に関わるストレスとして紫外線、スマートフォンやＰＣからのブルーライト（400-495 nm）に着目し、検討を行う。酸化ストレスに対する影響も含めた一連の研究結果から、老化に伴うストレス抵抗性と老化の相関性について体系的かつ包括的な解析を行う。また、老化細胞分泌因子(SASP)がストレス抵抗性等に及ぼす影響を調べることを目的とし、老化細胞由来の分泌因子が周囲の細胞のストレス抵抗性にどのような影響を与えるかについて検証する。
②老化細胞において優れた抗ストレス効果を示す物質の探索(H30-31年度)
酸化ストレスによる細胞傷害を抑制する化合物については、既に多くの報告があり、申請者らも既に様々な物質による防御効果を報告してきたが、細胞老化とその防御効果の関連性については明らかにされていない。そこで、これまでに申請者らが各種ストレス抑制効果を確認してきた、あるいはその報告がある物質、抗老化作用が報告されている物質、また、その作用が比較的温和であり、健常人へも適用が可能な食品由来の化合物、化粧品、医薬部外品などに使用実績のある既存有効成分に着目し、老化細胞におけるストレス防御効果を調べると共に若い細胞における効果との違いについて検討する。有効性が高い化合物については既知のメカニズムを参考に老化細胞におけるその作用機序について解明を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
決定された研究予算枠の中で実施計画を再度練り直し、ヒト線維芽細胞での検討を中心として実施するように研究計画を一部軌道修正した。この修正に伴いヒト血管内皮細胞および培養試薬類を新たに購入しなかったことにより次年度使用額が生じた。生じた次年度使用額については、老若細胞間でのストレス抵抗性メカニズム解明のための発現遺伝子解析や細胞の生理機能評価・解析などに使用する予定である。
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