多因子乗算論に基づく薬物障害検知モデルとしての遺伝子改変促進加齢動物の作出と解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670236
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 平林 容子 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 室長 (30291115)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 達 国立医薬品食品衛生研究所, 安全性生物試験研究センター, センター長 (50100110)
• Keywords: 加齢の多因子乗算論 / 造血幹細胞 / klotho遺伝子変異マウス / p53欠失マウス

Research Abstract

老化の多因子乗算論(Trosko JE & Inoue T,1997)に基づくならば、生物はたとえばいわゆる抑制因子のような要因遺伝子をひとつひとつ分子進化的に獲得していくなかで寿命の延長を獲得してきたものと考えられ、他方これに対する化学物質をはじめとする種々のストレスによる負荷は促進老化に働くものと認識される。本研究では心血管系の異常で死に至るklotho遺伝子の欠失状態と、種々のDNA障害の遺残並びに遺伝的不安定性を誘発するp53の欠失状態との双方の特徴を生かした実験動物を作出することで、新しい老化モデル・促進加齢マウスの樹立をめざし、それらの薬物障害検知モデルとしての可能性を検討するものであった。この目的に沿って、以下3項目について進行中もしくは新たに行った実験の結論がまとまった。
(1)klothoマウスの特に造血幹細胞に関する基礎データの実験的蓄積:klotho欠失マウスでは分化抗原陰性分画の細胞数や、未分化な造血幹細胞の数が多いことを明らかとした。また、個体内細胞動態解析(BUUV)法にて、分化型の幹細胞の細胞回転分画が少ないことも明らかにした。これらの結果は、klothoマウスの造血が分化過程の抑制状態にあることを示唆するものとして興味深い。
(2)klothoマウスによる発がん性の解析:klothoマウスの発がん性について、MNU単回投与により、ヘテロ欠失での個体レベルと、ホモ欠失を含む骨髄移植系とで検討した。結果として、いずれの系でも、klothoの欠失によって早期の死亡が観察された。
(3)p53・klotho共にヘテロ欠失状態での発がん性の解析:p53ヘテロ欠失マウスでの発がん性へのklotho欠失による修飾について検討する目的で、p53欠失マウスとklothoマウスとの交配によって作成した両者ヘテロ欠失のマウスを用いたMNUの単回投与による発がん性を観察した。結果として、klotho欠失による50%生存日数の短縮がみられた。尚、発生した腫瘍の頻度及び内訳については、有意な違いは認められなかった。

Research Products

• [Publications] Hirabayashi Y, et al.: "Mechanism of benzene-induced hematotoxicity and leukemogenicity : Current review with implication on microarray analyses."Toxicological Pathology. (In press). (2004)
• [Publications] Tsuboi I, et al.: "Senescent B-lymphopoiesis is balanced in suppressive homeostasis : decrease in IL-7 and TGF-β levels in stromal cells of senescence-accelerated mice (SAM)."Experimental Biology and medicine. (In press). (2004)
• [Publications] Hirabayashi Y, et al.: "Evaluation of nonthreshold leukemogenic response to methyl nitrosourea in p53 deficient C3H/He mice."Toxicol Appl Pharmacol. 190. 251-261 (2003)
• [Publications] Hirabayashi Y, et al.: "AhR suppresses hemopoiesis during steady state but accelerates cell cycle as an early response : a study of AhR-knockout mice."Organohalogen Compounds. 64. 270-273 (2003)
• [Publications] Tanaka M, et al.: "Targeted disruption of oncostatin M receptor results in altered hematopoiesis."BLOOD. 102. 3154-3162 (2003)
• [Publications] Yoon BI, et al.: "Mechanisms of benzene-induced hematotoxicity and leukemogenicity : cDNA microarray analyses using mouse bone marrow tissue."Environ Health Perspect. 111. 1411-1420 (2003)
• [Publications] Hirabayashi Y, et al.: "Toxicogenomics Applied to Hemato-toxicology, In : Toxicogenomics(Ed. Borlak J)"WILEY-VCH/Weinheim, Berlin.(In press). (2004)