細胞老化誘導に関わる酸化ストレス発生の分子機構の解明と関連microRNAの同定

阐明细胞衰老诱导相关氧化应激产生的分子机制及相关microRNA的鉴定

基本信息

批准号：
22K05678
负责人：
石丸善康
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05678/
关键词：
ROS 細胞老化 Myoglianin 酸化ストレス寿命コオロギ RNA-seq 活性酸素種(ROS)CRISPR/Cas

项目摘要

モデル動物の長寿変異体あるいは短命変異体は、酸化ストレスに対して抵抗性あるいは感受性を示すことから、寿命の長短と老化は酸化ストレスに依存する可能性が示唆されている。脊椎動物においても、また昆虫においても細胞内で活性酸素種(ROS)の増加と抗酸化能力の低下が酸化ストレスとなり細胞老化が誘導される。Myoglianin(Myo)遺伝子を欠損したコオロギは寿命が延長される（未発表データ）ことから、本研究では長寿モデルとしてMyoノックアウト(KO)コオロギを用いてROSレベルの制御と細胞老化誘導の分子機構解明を目指している。Myo KO個体と野生型のコオロギ幼虫からRNAを抽出し、2群間比較によるトランスクリプトーム解析(RNA-Seq)を行い、ROS産生とその代謝に関連する因子に着目してMyoの標的候補因子を探索した。その結果、ROSを分解する抗酸化酵素GPXとCATの発現上昇が認められた。そこで、GPXとCATのクローニングを行い、RNA干渉(RNAi)により個々の遺伝子に対する機能阻害を行った結果、いずれも急速に生存率が低下し、約70%の平均寿命短縮が見られた。さらに、長寿命となるMyo KO個体を用いた解析でも、同様の寿命短縮効果が見られた。一方、RNA-Seq 解析の結果から、ROSの産生酵素であるNoxとDuoxの発現が減少しており、RNAiによる機能解析を試みたが寿命に影響は見られない結果となった。NoxとDuoxは、計7種類のホモログが機能していることから、複数同時のRNAiや実施時期などを今後検討する必要がある。RNA-Seq解析からMyoの標的因子にROS産生酵素と抗酸化酵素が含まれており、MyoはROSの生産と分解の両方に機能してROSレベルを制御している可能性が示唆された。

模型动物的寿命或短寿命的变体表现出耐药性，对氧化应激的敏感性，这表明寿命和衰老的长期和衰老可能取决于氧化应激。脊椎动物和昆虫中，活性氧（ROS）的增加以及抗氧化能力的降低是压力压力，并诱导细胞衰老。由肌lianin（Myo）基因定义的板球是扩展的（未发表的数据），因此在这项研究中，使用Myo敲除（KO）板球作为长寿模型，ROS - 级控制和细胞衰老诱导的分子机制。。从Myo KO个体和野生动植物幼虫中提取RNA，通过比较两组，重点是与ROS产生有关的因素及其代谢，Myo的目标候选因素。结果，观察到分解ROS的抗氧化剂GPX和CAT的表达增加。因此，进行了GPX和CAT克隆，并通过RNA干扰（RNAI）抑制单个基因。此外，使用Myo KO个体的分析是长寿，其寿命与生命的效果相似。另一方面，从RNA-Seq分析的结果中，ROS的产生酶NOX和DUOX的表达正在减少，并且尝试了RNAi功能分析，但寿命不受影响。 NOX和DUOX共有七种类型的同源物，因此有必要考虑多个RNAi和将来的实施时间。 RNA-seq分析表明，Myo的靶因子含有ROS产生的酶和抗氧化剂酶，这表明MYO可以通过发挥ROS的产生和分解来控制ROS水平。