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2021 年度 実績報告書

ゲノム編集技術を応用した食事および運動介入による加齢性疾患予防の分子機構解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H03367
研究機関早稲田大学

研究代表者

千葉 卓哉  早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (40336152)

研究分担者 石神 昭人  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, 研究部長 (50270658)
近藤 嘉高  早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (20507397)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード老化 / 老化関連疾患 / DNA修復 / ゲノム編集 / がん / 代謝
研究実績の概要

本研究は、老化とがん化の関連性や接点について、我々が同定した分子の機能解析を中心として明らかにしようとする課題である。がん細胞はゲノム構造異常が蓄積することによって生じ、老化は発がんの主要な危険因子の一つでもある。我が国のみならず全世界的に見ても、がんの撲滅は今なお重要な医科学領域の研究課題である。
我々はこれまで、糖や脂質代謝の調節に重要なインスリンシグナル系によって制御される分子が、老化や腫瘍発生の制御に重要な役割を持つ可能性を明らかにしてきた。本研究では、このシグナル系と関連している細胞内シグナル伝達系に着目し、老化および発がん制御を分子レベルで解明することを目指している。
本年度は、我々が注目している遺伝子Xについて、この遺伝子の機能阻害によって肝がんの発症・進行が抑制されることを示唆する結果が、ヒト肝がん由来の培養細胞、および実験動物であるマウスをもちいた研究から示唆された。さらに、データベース検索によって、遺伝子Xが肝がんの予後不良マーカーとして機能している可能性を見出した。
次に、発がん防御に重要なDNA二本鎖切断修復に関わるシグナル分子の役割を、ゲノム編集技術を応用した独自の解析手法をもちいて明らかにすることを目指した研究を行った。その結果、DNA二本鎖切断によって誘導される修復経路において、PIFヘリケースが、特にA-Tが繰り返される配列を含む、染色体の脆弱な領域におけるDNA修復に重要な役割を持つことを明らかにした。さらにある種の変異を持つPIFヘリケースが、乳がん細胞において発現しており、この細胞においてはDNA二本鎖切断によって誘導される修復経路が正常に機能しないことが示唆された。このことから、この遺伝子変異が乳がんの病態発症に重要な役割を持つことを明らかにした。

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

遺伝子Xの新たな機能として、細胞障害に対する生体の防御システムとして機能している可能性を示唆する実験結果を得ており、今後インパクトの高い研究成果がもたらされる見込みが高いため、上記の通り評価した。

今後の研究の推進方策

今後は、栄養学的介入または運動介入が、これらのシグナル系をどのように変化させるかを解析することで、老化とがん化のmissing linkを解き明かし、日常生活で実行可能な発がん予防法の科学的基盤を確立する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] The Scripps Research Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The Scripps Research Institute
  • [雑誌論文] PIF1 helicase promotes break‐induced replication in mammalian cells2021

    • 著者名/発表者名
      Li Shibo、Wang Hailong、Jehi Sanaa、Li Jun、Liu Shuo、Wang Zi、Truong Lan、Chiba Takuya、Wang Zefeng、Wu Xiaohua
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 ページ: e104509

    • DOI

      10.15252/embj.2020104509

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Comparison of Gene Expression Profiles of Rat Tissues after Mild and Short-Term Calorie Restrictions2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Kenji、Ito Maiko、Chiba Takuya、Jia Huijuan、Kato Hisanori
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 ページ: 2277~2277

    • DOI

      10.3390/nu13072277

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [図書] カロリー制限の抗老化作用とヒトへの応用に向けた最近の知見、食と医療 18号 SUMMERーFALL2021

    • 著者名/発表者名
      吉井幸、近藤嘉高、千葉卓哉
    • 総ページ数
      92
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      978-4-06-524942-0
  • [図書] カロリー制限による抗老化機構の解明とその制御物質の探索、別冊「医学のあゆみ」 老化メカニズムの徹底究明 分子からアンチエイジングまで、石井直明 編2021

    • 著者名/発表者名
      近藤嘉高、伊藤麻衣子、千葉卓哉
    • 総ページ数
      132
    • 出版者
      医歯薬出版

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公開日: 2024-12-25  

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