老化細胞が引き起こす概日時計の時空間ダイナミクスの解明

阐明衰老细胞诱导的生物钟的时空动态

基本信息

批准号：
22KJ0377
负责人：
増田亘作
金额：
$ 2.83万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0377/
关键词：
概日時計老化位相応答時空間パターン

项目摘要

本年度においては、まず、老化細胞の概日リズムの基礎パラメータ（周期、振幅、位相応答など）を定量的に評価するため、マウス胎児線維芽細胞の初代培養と細胞老化を除去する効果が知られるGlutaminase 1阻害剤（BPTES）を用いて、ルシフェラーゼアッセイにより時計遺伝子Per2の発現パターンの解析を行った。結果、BPTES投与下では大きくリズムの位相や振幅が変化しない一方で、デキサメタゾンに対する応答が増大する傾向がみられた。また、細胞老化関連因子として、細胞老化を誘導する過酸化水素、Doxorubicinや細胞老化関連分泌形質（SASP）の原因物質として知られるサイトカイン（IL6等）やケモカイン（IL8）などを投与し、概日リズムの位相応答を計測した。その結果、細胞老化誘導因子の多くが概日リズムの位相リセットを引き起こす一方で、SASP因子については明確な応答が見られなかった。このことから、細胞老化が概日リズムに及ぼす影響以上に、老化と概日リズムの乱れが共通した原因によって引き起こされている可能性が示唆された。さらに、組織・個体レベルでの老化に伴う概日リズムの変調を評価するため、RNA-seqデータや脳波（EEG）を用いて、機械学習により老化マウスの概日リズムの位相を評価した。マウスの各組織のRNA-seqデータを用いた解析の結果、肝臓では老化に伴い昼間の位相がやや遅れる一方での夜間の位相がやや前進する傾向がみられた。また、EEGを用いてマウスの個体レベルでの概日リズムの位相を評価したところ、老化マウスでは昼間では概日リズムに大きな変化がない一方で、夜間において大きな位相の遅れが観察された。以上の結果は、老化がマウスの様々な階層で概日リズムの変調を引き起こすとともに、その影響が時間・空間的に異なることを示唆している。

在今年，为了定量评估衰老细胞昼夜节律的基本参数（循环，振幅，相位响应等），我们首先使用使用谷氨酰胺1抑制剂（BPTES）的荧光素酶测定法分析了时钟基因PER2的表达模式，该模式已知具有效应的细胞衰变。结果，虽然节奏的相位和幅度在BPTE下仍然很大程度上保持不变，但对地塞米松的反应趋势会增加。另外，诱导细胞衰老的细胞衰老，阿霉素，细胞因子（IL6等）和趋化因子（IL8）（IL8）（称为细胞衰老相关分泌性特征（SASP）的物质）的过氧化氢被用于细胞衰老与细胞衰老相关的分泌性特征（IL6）和化学特征（IL6）和化学特征（IL8）（IL8）（IL8），IIL8）测量了特征（SASP）和昼夜节律的相响应。结果，尽管许多细胞衰老诱导剂引起昼夜节律的相位，但对于SASP因子没有明确的反应。这表明，不仅仅是细胞衰老对昼夜节律的影响，昼夜节律中的衰老和破坏可能是由共同原因引起的。此外，为了评估与组织和个体水平衰老相关的昼夜节律的调节，使用RNA-SEQ数据和EEG评估了老年小鼠昼夜节律的阶段。使用来自每个小鼠组织的RNA-Seq数据进行分析表明，肝脏趋于衰老的白天略有延迟，而肝脏的相位略有进展。此外，当使用脑电图评估小鼠各个小鼠的昼夜节律的阶段时，白天在老鼠的白天没有显着变化，而在夜间观察到很大的相延迟。以上结果表明，衰老会导致各个小鼠循环节奏的调节，并且其影响在时间和空间上有所不同。