老化遺伝子の統合的解析による加齢関連疾患の病態解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293165
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 横手 幸太郎 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20312944)
• 研究分担者: 清水 孝彦 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 寄附講座教員 (40301791) ; 竹本 稔 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60447307)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 老年医学 / 老化 / 遺伝子 / 早老症 / ウェルナー

研究実績の概要

代表的な遺伝的早老症Werner症候群（以下、WS）は、思春期以降 全身性に老化徴候を示し、糖尿病や動脈硬化、がんを好発し、40 歳代で死亡する。1996 年にWSの原因遺伝子としてDNA ヘリケース（WRN）が同定されたが、個体・細胞レベルで早老をきたすメカニズムの解明は国内外を通じて進んでいない。理由の一つとして、WRN 遺伝子のノックアウトマウス（KO）が早老の表現型を示さず、健常に生育するため、有用な動物モデルが無い点にある。またWSの皮膚由来線維芽細胞は、通常、数代の継代培養により老化関連βガラクトシダーゼ活性上昇などの細胞老化形質を示し、分裂を停止する。そのため、患者由来細胞を用いた発症メカニズムの解明も容易ではない。病態メカニズム解明のため、早老症病態を呈するモデルマウスの開発が望まれている。本研究では、テロメラーゼ（Tert）欠損マウスとWrn欠損マウスを自然交配で繁殖し、2重欠損マウス（G1世代）を作出した。兄弟間の世代交配により、2重欠損マウスをG4世代まで作出した。G0, G2, G4世代のマウス尾からDNAを抽出し、PCR法により、テロメア長を解析し、テロメラーゼ活性欠失によるテロメア長短縮を確認した。また、G0, G2, G4世代のマウス個体を解剖し、肝臓、脾臓、下腿三頭筋、脳、精巣の臓器重量測定、および病理組織を作成した。病態生理学的な解析により、WS様早老症状を呈するかどうか調べた。また過去に同様なモデルマウス作製の論文との表現型を詳細に比較して、モデルマウスとしての有用性を考察した。

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

WS病態メカニズム解明のため、テロメラーゼ（Tert）欠損マウスとWrn欠損マウスの2重欠損マウスを作出し、世代交配を重ね、WS症状を呈するかどうか形態学的・組織学的な解析を行った。Tert遺伝子の欠損世代を軸に、世代交配によりG0-G4世代の2重欠損マウスの作出に成功した。これらのマウスからゲノムDNAを抽出し、相対的テロメア長をPCR法で測定したところ、世代を経る毎にテロメア長の短縮が認められ、テロメラーゼ活性の消失による生殖細胞系列でのテロメア短縮を確認した。しかし、個体レベル、組織学レベルでの解析では、Tert欠損の世代間で、またWrn欠損による目立った病理学的変化は認められなかった。ただ、精巣や皮膚厚において、Tert欠損の世代間で個体数が少なく有意差は認められていないが、形態学的な変化が観察された。

今後の研究の推進方策

哺乳類には、Wrnヘリケースが属するRecQヘリケースファミリーとして5種類の遺伝子（RecQL1, Wrn, Blm, Rts, RecQL5）が同定されている。単独のWrn欠損マウスが早老の表現型を示さず健常に生育すること、かつテロメラーゼ欠損マウスとの2重欠損マウスも顕著な早老症の表現型を示さないことを考えると、5種類RecQヘリケース遺伝子の機能的な重複を考慮する必要があると考えられる。Wrn欠損マウスの組織で他のRecQヘリケース遺伝子の発現を調べ、代償的遺伝子発現が認められるか調べる。また、他のRecQヘリケース遺伝子欠損マウスとの2重欠損マウスを作出し、新しい早老症発症モデルマウスの作製を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Astaxantin improved non- alcoholic fatty liver disease in Werner syndrome with diabetes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takemoto M, Yamaga M, Furuichi Y, Yokote K
  • 雑誌名: J Am Geriat Soc 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Pioglitazone improves fat tissue distribution and hyperglycemia in a case of Cockayne syndrome with diabetes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi A, Takemoto M, Shoji M, Hattori A, Sugita K, Yokote K
  • 雑誌名: Diabetes Care 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Helicobacter cinaedi infection in patients with diabetes: a case report. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi R, Nakamura S, Takemoto M, Mukai C, Yokote K.
  • 雑誌名: Springerplus 巻: 4 ページ: 72
  • DOI: doi:10.1186/s40064-015-0863-4
• [雑誌論文] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide protects glomerular podocytes from inflammatory injuries. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Kuno K, Takemoto M, He P, Ishikawa T, Onishi S, Ishibashi R, Okabe E, Shoji M, Hattori A, Yamaga M, Kobayashi K, Kawamura H, Tokuyama H, Maezawa Y, Yokote K
  • 雑誌名: J Diabetes Res 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/727152
• [雑誌論文] Cell biology of diabetic nephropathy: Roles of endothelial cells, tubulointerstitial cells and podocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maezawa Y, Takemoto M, Yokote K.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: 6 ページ: 3-15
  • DOI: DOI: 10.1111/jdi.12255
• [雑誌論文] Efficacy and safety of the dipeptidyl peptidase-4 inhibitor sitagliptin compared with alpha-glucosidase inhibitor in Japanese patients with T2DM inadequately controlled on sulfonylurea alone (SUCCESS-2): a multicenter, randomized, open-label, non-inferiority trial. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Yokoh H, Sato Y, Takemoto M, Uchida D, Kanatsuka A, Kuribayashi N, Terano T, Hashimoto N, Sakurai K, Hanaoka H, Ishikawa K, Onishi S, Yokote K.
  • 雑誌名: Diabetes Obes Metab 巻: 16 ページ: 761-765
  • DOI: DOI: 10.1111/dom.12264
• [雑誌論文] PPARβ/δ activation of CD300a controls intestinal immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Tahara-Hanaoka S, Nabekura T, Ikeda K, Jiang S, Tsutsumi S, Inagaki T, Magoori K, Higurashi T, Takahashi H, Tachibana K, Tsurutani Y, Raza S, Anai M, Minami T, Wada Y, Yokote K, Doi T, Hamakubo T, Johan A, Frank J G, Nakajima A, Aburatani H, Naito M, Shibuya A, Kodama T, Sakai J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: - ページ: 1-10
  • DOI: doi:10.1038/srep05412
• [雑誌論文] Is obesity an absolute evil? Increase in adipose tissue does not always decrease insulin sensitivity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K, Yokote K
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 5(3) ページ: 278-280
  • DOI: doi: 10.1111/jdi.12205
• [雑誌論文] Werner syndrome with refractory cystoid macular edema and immunohistochemical analysis of WRN proteins in human retinas. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oshitari T, Kitahashi M, Mizuno S, Baba T, Kubota-Taniai M, Takemoto M, Yokote K, Yamamoto S, Roy S
  • 雑誌名: BMC Ophthalmol 巻: - ページ: -
  • DOI: doi:10.1186/1471-2415-14-31
• [学会発表] 肥満pandemic時代の糖尿病合併症予防～外科治療/SGLT2阻害薬への期待と注意点を含めて～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: シーガイアコンベンションセンター(宮崎県宮崎市)
  • 年月日: 2014-10-24
• [学会発表] 安全かつ有効な肥満症外来治療の方向性：関連学会合同委員会の活動を踏まえて (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会
  • 発表場所: シーガイアコンベンションセンター(宮崎県宮崎市)
  • 年月日: 2014-10-24
• [学会発表] Progeroid syndrome as a model of aging-related metabolic disorders. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: International Conference on Diabetes and Metabolism 2014
  • 発表場所: KINTEX Exhibition Center(京畿道 京陽市 韓国)
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] Lipid management in diabetes: potential role of pitavastatin in Asian patients. International Conference on Diabetes and Metabolism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: International Conference on Diabetes and Metabolism 2014
  • 発表場所: KINTEX Exhibition Center(京畿道 京陽市 韓国)
  • 年月日: 2014-10-06
• [学会発表] Statin in Lipid Management of Diabetes: Effect on Dyslipidemia and Beyond. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: MSDA2014
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府京都市)
  • 年月日: 2014-09-14
• [学会発表] スタチン投与の適応を検証する (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第46回日本動脈硬化学会総会 学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル(東京都新宿区)
  • 年月日: 2014-07-11
• [学会発表] 動脈硬化のメカニズム・脳心血管病との関係について (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第46回日本動脈硬化学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル(東京都新宿区)
  • 年月日: 2014-07-11
• [学会発表] 日本肥満学会の立場から (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第32回日本肥満症治療学会学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀県大津市)
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] 脂質異常症と認知症 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第56回日本老年医学会学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2014-06-13
• [学会発表] 高齢者における糖尿病治療戦略 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第56回日本老年医学会学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2014-06-12
• [学会発表] 糖尿病の脂質管理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] 指定発言：疾患別項目セットの策定と方向性- 脂質異常症の立場から (2014)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2014-05-23
• [学会発表] Therapeutic Strategy for prevention of atherosclerosis in Diabetes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: The 18th International Vascular Biology Meeting Luncheon Seminor
  • 発表場所: みやこめっせ(京都府京都市)
  • 年月日: 2014-04-17