Functional analyses of TAF-I in regulation of cellular senescence and SASP gene transcription

TAF-I调节细胞衰老和SASP基因转录的功能分析

基本信息

批准号：
21K06010
负责人：
加藤広介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06010/
关键词：
細胞老化加齢性疾患がん SASP クロマチンエピジェネティクス

项目摘要

本研究では、クロマチン制御因子TAF-Iによる細胞老化の制御機構の解明と成体マウスの加齢に伴う表現型におけるTAF-Iの役割の解明を目的とする。令和4年度は、主にTAF-Iによる細胞老化の制御機構について、令和3年度に引き続き培養細胞系を用いた解析を中心に行った。ヒトの正常繊維芽細胞にHras変異体を発現させて細胞老化を誘導し、細胞表現型の経時的な変化を検証した。その結果、Hras変異体導入後7～10日にTAF-Iの発現量が一過的に増加し、その後13日までにHras変異体導入前と同程度の発現量に戻る様子が観察された。また、Hras変異体の発現と同時にTAF-I遺伝子特異的なshRNAを導入してTAF-Iの発現を抑制し、細胞表現型の経時的な変化を検証したところ、誘導7～10日でTAF-Iの発現抑制により、ヒストンH3やLamin B1の発現量低下が顕著に抑制された。また、細胞老化が誘導されると、ヒストンH3のN末端領域が切断されてH3cs1に変化し、これが老化細胞の遺伝子発現パターン形成に重要であることが知られている。ヒストンH3タンパク質の変化を詳細に解析したところ、TAF-Iの発現抑制によりヒストンH3のH3cs1へのプロセシングが顕著に抑制される様子が観察された。以上の結果より、細胞老化の進行過程でTAF-Iの発現量が一過的に増加し、それがヒストンH3cs1の形成を介した遺伝子発現調節を促すことで、Lamin B1の分解などの老化細胞の表現型を促進する可能性が示唆された。現在、TAF-Iにより発現調節を受ける遺伝子の中で、ヒストンH3cs1形成に関わる候補遺伝子の同定を進めている。

这项研究旨在阐明染色质调节因子TAF-I和TAF-I在成年小鼠衰老表型中的作用来调节细胞衰老的机制。在2022年，我们主要使用培养的细胞系进行了分析，随后在2021年，主要由TAF-I控制细胞衰老的机制。 HRAS突变体在人正常成纤维细胞中诱导细胞衰老，并验证了细胞表型随时间的变化。结果，观察到TAF-I的表达水平从引入HRAS突变体后的7天暂时增加到10天，并且表达水平与13th引入HRAS突变体之前的水平恢复了相同的水平。此外，当TAF-I基因特异性shRNA与HRAS突变体的表达同时引入时，抑制了TAF-I的表达，并且随着时间的推移检查了细胞表型的变化。当Taf-I在7-10天诱导时抑制TAF-I表达时，显着降低了组蛋白H3和层粘连蛋白B1的表达水平。此外，当诱导细胞衰老时，将组蛋白H3的N末端区域裂解并转化为H3CS1，这对于在衰老细胞中形成基因表达模式很重要。当对组蛋白H3蛋白的变化进行详细分析时，观察到抑制TAF-I的表达会显着抑制组蛋白H3在H3CS1中的加工。这些结果表明，在细胞衰老的进展过程中，TAF-I的表达水平会瞬时升高，这可以通过组蛋白H3CS1的形成来促进基因表达调节，从而促进衰老细胞的表型，例如层层粘连蛋白B1的降解。目前，我们正在开发一个识别与TAF-I调节基因中组蛋白H3CS1形成的候选基因的过程。