2023 Fiscal Year Final Research Report

Molecular mechanisms and in vivo significance of the plasma membrane damage-dependent cellular senescence

Research Project

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Project/Area Number	20H03440
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research Institution	Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Principal Investigator	Kono Keiko 沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 准教授 (30632723)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森山陽介沖縄科学技術大学院大学, サイエンステクノロジーグループ, サイエンス・テクノロジーアソシエイト (00452532) 杉山伸樹沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (70868687) RAZALI Nurhanani・Binti 沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (70902667) 枡鏡優美子沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 研究員 (10839848)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	細胞老化 / 細胞膜損傷 / 細胞膜修復
Outline of Final Research Achievements	Using budding yeast and normal human fibroblasts, we investigated the cellular response to the plasma membrane damage. We identified flippase as a membrane repair factor, and found that the clathrin-dependent membrane trafficking contributes to its transport. We also found that the plasma membrane damage induces cell senescence via the Ca2+-p53 pathway. Conversely, upregulation of plasma membrane repair suppresses cellular senescence. The transcriptomic analysis suggests that the plasma membrane damage-dependent senescent cells are analogous to the senescent cells around wounds in a human body near the cutenious wound site. These results suggest that plasma membrane damage may explain the cause of senescent cells around wounds in humans.
Free Research Field	生命科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ヒトの老化の一因は細胞の老化であることが分かり始めている。老化細胞は様々なストレスにより誘導されるが、生体内における細胞老化の原因は未だはっきりしない。実験室内、試験管内での細胞老化の主要な原因は、テロメア短縮、DNA損傷、ガン遺伝子活性化、エピジェネティックな変化など、最終的にはDNAの変化、染色体の変化が細胞の運命を老化へと決定すると理解されてきた。しかし本研究では細胞膜損傷というDNAの変化とは独立の現象が、DNAの変化とは別のメカニズムで細胞老化を誘導し、実際にその細胞とよく似た細胞がヒト生体内にあることを示した。本研究は新たな老化治療戦略提案の基盤となる可能性がある。