心臓アンチエイジング薬の開発を目指したヒトiPS細胞由来老化心筋モデルの構築

构建人iPS细胞来源的衰老心肌模型用于心脏抗衰老药物的研发

• 批准号: 22K11733
• 负责人: 日高 京子
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11733/
• 关键词: 老化; 幹細胞; 心臓; 酸化ストレス

細胞の老化は、持続的なDNA損傷応答によって進行し、不可逆的な細胞周期の停止や炎症性サイトカインなど のSASPの発現を伴い、組織や個体の老化の原因となっているが、分裂終了細胞である心筋の細胞レベルの老化についてはまだ不明な部分も多い。本研究は、ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた老化心筋細胞in vitroモデル系を構築し、心筋細胞の老化機構を明らかにするとともに、老化細胞除去による心臓のアンチエイジング薬の開発をめざすものである。初年度は、（1）ヒトiPS細胞を心筋細胞に分化誘導させ、外的な酸化ストレスとして、過酸化水素水処理による老化誘導を試みた。また、（2）外的な酸化ストレスのみならず、内的な酸化ストレス負荷による老化誘導の可能性を模索するため、誘導的にROSを細胞内に産生させるiPS細胞を構築した。一方で、（3）老化心筋細胞の特徴を捉えるため、近年のシングルセルレベルの文献およびデータベースを探索し調査を進めた。心筋細胞の一塩基変異（SNV）は年齢とともに蓄積され、加齢に伴う心筋SNVは、酸化的損傷の特徴であるC＞A変異を有していることが報告された（Choudhyry 2022）。加齢に伴う心筋細胞の変異の蓄積は、加齢が心機能障害に及ぼす影響を理解するための有用な情報となり、早期老化誘導によるモデル系の開発には、酸化DNA損傷を修復できない変異体をうまく活用することが考えられた。そこで、DNA修復欠損マウスのNGSデータを用いて、体細胞および生殖細胞に生ずるゲノム変異を効率よく検出する解析のためのパイプラインを構築したところである。また、（4）シングルセルRNA-seqのデータが公共データベース上で利用可能となってきているため、これを活用したデータ解析を進めている。

细胞衰老通过持续的DNA损伤反应发展，伴随着不可逆的细胞周期停滞和SASP的表达，例如炎性细胞因子，导致组织和个体衰老，但关于心肌的细胞水平，有丝分裂细胞的细胞水平仍然有许多未知。这项研究旨在使用人IPS细胞衍生的心肌细胞构建衰老心肌细胞的体外模型系统，揭示心肌细胞的衰老机制，并通过去除衰老细胞来为心脏开发抗衰老药物。在第一年，（1）试图诱导人IPS细胞分化为心肌细胞，并通过将过氧化氢视为外部氧化应激来诱导衰老。此外，（2）IPS细胞会在细胞内产生ROS，以探索由于外部氧化应激以及内部氧化应激载荷引起的衰老的可能性。另一方面，为了捕获衰老心肌细胞的特征，我们在近年来在单细胞水平上搜索并进行了对文献和数据库的研究。心肌细胞的单碱基突变（SNV）随着年龄的增长而积聚，据报道与年龄相关的心肌SNV携带C> A突变，这是氧化损伤的特征（Choudhyry 2022）。随着年龄的增长，心肌细胞突变的积累为理解衰老对心脏功能障碍的影响提供了有用的信息，并且人们认为，导致早期衰老诱导的模型系统的发展将是使用无法修复氧化DNA损害的突变体是一个好主意。因此，我们刚刚构建了一条管道进行分析，该管道使用来自DNA修复缺陷型小鼠的NGS数据有效地检测到在体细胞和生殖细胞中发生的基因组突变。此外，（4）单细胞RNA-seq数据正在公共数据库中可用，并且正在使用此数据进行数据分析。

项目成果

DNAミスマッチ修復欠損マウスを用いた酸化ストレス誘発体細胞突然変異の解析

使用 DNA 错配修复缺陷小鼠分析氧化应激诱导的体细胞突变

• 发表时间: 2022
• 作者: Oka Sugako;Tsuzuki Teruhisa;Hidaka Masumi;Ohno Mizuki;Nakatsu Yoshimichi;Sekiguchi Mutsuo;鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき
• 通讯作者: 鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき

de novo 生殖細胞変異検出のためのパイプライン - 酸化 DNA 損傷修復欠損マウスを用いて

从头种系突变检测的管道 - 使用氧化 DNA 损伤修复缺陷的小鼠

• 发表时间: 2022
• 作者: Oka Sugako;Tsuzuki Teruhisa;Hidaka Masumi;Ohno Mizuki;Nakatsu Yoshimichi;Sekiguchi Mutsuo;鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき;大野みずき，鷹野典子，佐々木史子，日高京子;日高京子，鷹野典子，佐々木史子，大野みずき
• 通讯作者: 日高京子，鷹野典子，佐々木史子，大野みずき

酸化ストレスがDNAミスマッチ修復欠損マウスのゲノムにおよぼす影響

氧化应激对DNA错配修复缺陷小鼠基因组的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Oka Sugako;Tsuzuki Teruhisa;Hidaka Masumi;Ohno Mizuki;Nakatsu Yoshimichi;Sekiguchi Mutsuo;鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき;大野みずき，鷹野典子，佐々木史子，日高京子;日高京子，鷹野典子，佐々木史子，大野みずき;鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき
• 通讯作者: 鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき

内在性酸化 DNA 損傷が生殖細胞ゲノムに及ぼす影響の解析:DNA 修復欠損マウスの研究から

分析内源性 DNA 氧化损伤对生殖细胞基因组的影响：DNA 修复缺陷小鼠的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Oka Sugako;Tsuzuki Teruhisa;Hidaka Masumi;Ohno Mizuki;Nakatsu Yoshimichi;Sekiguchi Mutsuo;鷹野典子，日高京子，佐々木史子，中津可道，續輝久，大野みずき;大野みずき，鷹野典子，佐々木史子，日高京子
• 通讯作者: 大野みずき，鷹野典子，佐々木史子，日高京子