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

2015 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), 准教授 (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

ウェルナー症候群(Werner syndrome, WS)はRecQヘリカーゼファミリーWRNを原因遺伝子とする常染色体劣性の遺伝性早老症である。20歳代から毛髪変化や白内障を生じ、骨粗鬆症、筋萎縮、脂肪肝などを併発、悪性腫瘍や冠動脈疾患により50歳代で死に至ることが多い。幼少期から発症する他の早老症と異なり、WSは成人以降に発症し、最もヒトの個体老化に近い疾患である。WS患者のテロメア長は同年代の正常人のテロメア長よりも短いことが報告されており、テロメア短縮と早老症の関連が示唆されている。また、テロメラーゼRNA構成要素TERC欠損マウスは交配世代を経るにつれてテロメア長が短縮し、低身長や骨量減少、寿命短縮などの老化症状を呈すること、加えてWrn遺伝子を欠損させると一部の個体で表現型を悪化させることが報告されている。本研究では、テロメアの不安定性とWRN機能の関連を再確認するために、WRNとテロメラーゼ逆転写酵素TERTの2重欠損マウスを作製し、表現型を解析した。
Wrn欠損マウスとTert欠損マウスを交配してWrn/Tert 2重欠損マウスを作製した。さらに同世代間で交配して第4世代 (TertG4/G4)まで作製し表現型を解析した。Wrn-/-, TertG4/G4マウスは正常に生まれ、体重の差もなく正常に発育した。さらにWrn遺伝子の有無に関わらずTertG4/G4マウスはテロメア長も有意に短縮し、テロメラーゼ活性低下の確証を得た。皮膚の組織学的解析によりWrn+/+, TertG4/G4マウスとWrn-/-, TertG4/G4マウスともに皮膚萎縮を示したため、Wrn欠損の影響は全く認められなかった。さらに、ウェルナー症候群で顕著な病態が現れる臓器や、その臓器のミトコンドリアDNAコピー数にWrn欠損による有意な変化は認められなかった。以上の結果から、WSの早老病態におけるテロメア長短縮の寄与は低い可能性が示唆された。WRN機能の詳細な解析にはWS病態を模する新たなモデルマウスの作出が必要である。

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

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。組織学的な解析を行った結果、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。しかし、精巣や皮膚厚において、Tert欠損の世代間とWrn欠損による増悪組織像が観察された。

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タンパク質とRecQL5タンパク質の生理条件下での結合結果の報告から、現在、Wrn欠損マウスとRecQL5欠損マウスとの2重欠損マウスを作出中である。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] Cushing syndrome due to ACTH-secreting pheochromocytoma aggravated by a glucocorticoid-driven positive-feedback loop. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakuma I, Higuchi S, Fujimoto M, Takiguchi T, Nakayama A, Tamura A, Kohno T, Komai E, Shiga A, Nagano H, Hashimoto N, Suzuki S, Mayama T, Koide H, Ono K, Sasano H, Tatsuno I, Yokote K, Tanaka T.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab 巻: 101(3) ページ: 841-846
  • DOI: 10.1210/jc.2015-2855.
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Urinary podocalyxin levels were associated with urinary albumin levels among patients with diabetes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Kobayashi K, Takemoto M, Sato Y, Yokote K.
  • 雑誌名: Biomarkers 巻: 21(2) ページ: 164-167
  • DOI: 10.3109/1354750X.2015.1118551
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Unsuppressed lipolysis in adipocytes is linked with enhanced gluconeogenesis and altered bile acid physiology in Insr(P1195L/+) mice fed high-fat-diet. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee EY, Sakurai K, Zhang X, Toda C, Tanaka T, Jiang M, Shirasawa T, Tachibana K, Yokote K, Vidal-Puig A, Minokoshi Y, Miki T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: - ページ: 5:17565
  • DOI: 10.1038/srep17565
  • オープンアクセス
• [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: Diabetes Res. 巻: 2015 ページ: 727152
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/727152
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison in decision-making between bulimia nervosa, anorexia nervosa, and healthy women: influence of mood status and pathological eating concerns. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto J, Hirano Y, Numata N, Matzuzawa D, Murano S, Yokote K, Iyo M, Shimizu E, Nakazato M.
  • 雑誌名: J Eat Disord 巻: - ページ: 3:14
  • DOI: 10.1186/s40337-015-0050-6
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Germline deletion of ARMC5 in familial primary macronodular adrenal hyperplasia. Endocr Pract. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Tatsuno I, Oohara E, Nakayama A, Komai E, Shiga A, Kono T, Takiguchi T, Higuchi S, Sakuma I, Nagano H, Hashimoto N, Mayama T, Koide H, Sasano H, Nakatani Y, Imamoto T, Ichikawa T, Yokote K, Tanaka T.
  • 雑誌名: Endocr Pract 巻: 21(10) ページ: 1152-1160
  • DOI: 10.4158/EP15756
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Obesity drives Th17 cell differentiation by inducing the lipid metabolic kinase, ACC1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo Y, Hirahara K, Shinoda K, Asou HK, Matsugae N, Tumes DJ, Tokuyama H, Yokote K and Nakayama T.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 12(6) ページ: 1042-1055
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.07.014
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial superoxide in osteocytes perturbs canalicular networks in the setting of age-related osteoporosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Nojiri H, Saita Y, Morikawa D, Ozawa Y, Watanabe K, Koike M, Asou Y, Shirasawa T, Yokote K, Kaneko K, Shimizu T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 16 ページ: 5:9148
  • DOI: 10.1038/srep09148
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical overloading causes mitochondrial superoxide and SOD2 imbalance in chondrocytes resulting in cartilage degeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koike M, Nojiri H, Ozawa Y, Watanabe K, Muramatsu Y, Kaneko H, Morikawa D, Kobayashi K, Saita Y, Sasho T, Shirasawa T, Yokote K, Kaneko K, Shimizu T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 25 ページ: 5:11722
  • DOI: 10.1038/srep11722
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of serum antibody levels against TUBB2C with diabetes and cerebral infarction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiwasa T, Zhang XM, Kimura R, et al.
  • 雑誌名: Gratis J Biomed Sci 巻: 1(2) ページ: 49-63
  • DOI: 10.18314/gjbs.v1i2.27
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Cerebral Infarction-Specific Antibody Markers from Autoantibodies Detected in Patients with Systemic Lupus Erythematosus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto K, Sugiyama T, Matsumura R, et al.
  • 雑誌名: J Mol Biomark Diagnos 巻: - ページ: 6:2
  • DOI: 10.4172/2155-9929.1000219
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Pioglitazone improves fat tissue distribution and hyperglycemia in 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: 38(5) ページ: e76
  • DOI: 10.2337/dc14-2944
  • オープンアクセス
• [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, Tamaga M, Furuichi Y, Yokote K.
  • 雑誌名: J Am Geriatr Soc 巻: 63(6) ページ: 1271-1273
  • DOI: 10.1111/jgs.13505
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficacy and safety of the dipeptidyl peptidase-4 inhibitor sitagliptin compared with alpha-glucosidase inhibitor in Japanese patients with type 2 diabetes inadequately controlled on metformin or pioglitazone alone (Study for an Ultimate Combination Therapy to Control Diabetes with Sitagliptin-1): A multicenter, randomized, open-label, non-inferiority trial. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokoh H, Kobayashi K, 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: J Diabetes Investig 巻: 6(2) ページ: 182-191
  • DOI: 10.1111/jdi.12282
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum soluble LR11, a novel tumor derived biomarker associated with the outcome of patients with diffuse large B-cell lymphoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohwada C, Yamazaki A, Kawaguchi T, Sugita Y, Takeuchi M, Shimizu N, Sakaida E, Takeda Y, Tsukamoto S, Muto T, Jiang M, Higashi M, Yokote K, Tamaru JI, Bujo H, Nakaseko C.
  • 雑誌名: Leuk Lymphoma 巻: 56(10) ページ: 1-4
  • DOI: 10.3109/10428194.2015.1016930
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Mutation in Insulin Receptor Attenuates Oxidative Stress and Apoptosis in Pancreatic Beta-Cells Induced by Nutrition Excess: Reduced Insulin Signaling and ROS. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tachibana K, Sakurai K, Yokoh H, Ishibashi T, Ishikawa K, Shirasawa T, Yokote K.
  • 雑誌名: Horm Metab Res. 巻: 47(3) ページ: 176-183
  • DOI: 10.1055/s-0034-1389990.
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Myelodysplastic syndrome with extramedullary erythroid hyperplasia induced by loss of Tet2 in mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muto T, Sashida G, Hasegawa N, Nakaseko C, Yokote K, Shimoda K, Iwama A.
  • 雑誌名: Leuk Lymphoma. 巻: 56(2) ページ: 520-523
  • DOI: 10.3109/10428194.2014.924120
• [学会発表] Novel treatment to residual risk, K-877, a selective PPAR α modulator(SPPARM α), added-on to stable pitavastatin treatment in Japanese patients with dyslipidemia. (2016)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Residual riskとしての中性脂肪 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Treat to target strategy in lipid management for prevention of atherosclerotic vascular diseases. (2016)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第80回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 肥満症に対する内科的治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第50回日本成人病(生活習慣病)学会学術集会
  • 発表場所: 都市センターホテル(東京都千代田区)
  • 年月日: 2016-01-16
• [学会発表] 高齢者糖尿病治療のUPDATE (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第30回日本糖尿病合併症学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター ウィンクあいち(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] Novel approach to residual risk, K-877, a potent and selective PPAR-α Modulator(SPPARMα), added-on to Pitavastatin in Japanese patients with dyslipidemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokote K, Ishibashi S, Yamashita S, Arai H, Araki E, Suganami H, Kodama T.
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Session 2015
  • 発表場所: Orange County Convention Center(Orlando, USA.)
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] 高齢者における糖尿病治療戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第53回日本糖尿病学会東北地方会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] Establishment of induced pluripotent stem cells derived from progeroid syndrome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: The 10th International Association of Gerontology and Geriatrics- Asia/Oceania 2015
  • 発表場所: The International Convention and Exhibition Center(Chiang Mai, Thailand)
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] Progeroid syndrome as a model of aging,metabolic diseases and cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第74回日本癌学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] Targeting obesity in management of diabetes: potential role of incretin-based therapies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity (AOCO 2015)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-04
• [学会発表] 肥満症の治療と管理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎、徳山宏丈
  • 学会等名: 第36回日本肥満学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] 超高齢社会の糖尿病治療戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第16回日本内分泌学会関東甲信越支部学術集会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] Diabetes, Obesity and Atherosclerosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: The 15th Taipei International Vascular Biology Symposium Plenary Session
  • 発表場所: 台湾大学(台湾、中国)
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Pitavastatin and Incidence of DM. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokote, K
  • 学会等名: The Annual Scientific Meeting of Taiwan Society of Lipids & Atherosclerosis 2015
  • 発表場所: 台湾大学(台湾、中国)
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] 健康長寿のための肥満症対策 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第33回日本肥満症治療学会学術集会
  • 発表場所: 幕張国際研修センター(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 肥満症の総合的治療戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第33回日本肥満症治療学会学術集会
  • 発表場所: 幕張国際研修センター(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2015-06-26
• [学会発表] 高齢者糖尿病の薬物療法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第29回日本老年学会総会・第57回日本老年医学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2015-06-13
• [学会発表] 脂質異常症の観点から (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第15回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] 脂質異常症治療の展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第58回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関(山口県下関市)
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] 高齢者糖尿病の病態とその特徴 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林一貴、横手幸太郎
  • 学会等名: 第58回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関(山口県下関市)
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] 北欧留学体験記：学問する文化との出会い (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第58回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関(山口県下関市)
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] Beyond LDL時代における脂質管理 脂肪酸の役割を含めて (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-04-24
• [学会発表] 2型糖尿病への脂質介入Update (2015)
  • 著者名/発表者名: 横手幸太郎
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-04-23