Elucidation of mechanism for anti-aging effect of glucosamine

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グルコサミン(GlcN)は炎症性サイトカイン産生を抑制することで抗炎症効果を発揮する機能性食品素材と考えられている。炎症性サイトカインは細胞老化関連分泌形質（SASP）因子でもあり、老化誘導にも深くかかわっている。本研究課題ではGlcNの新たな機能として抗老化作用に着目し研究を進めている。令和4年度は老化誘導に関係する分子、オルガネラの状態を中心に調べた。ヒト肺癌由来細胞株A549をエトポシド（トポイソメラーゼII阻害剤、DNAを損傷）で老化誘導させ、細胞を染色した。令和3年度は老化マーカーである酸性βガラクトシダーゼ（SA-βgal）をX-galで染色していたが、①多重染色ができない、②感度が低い、③定量性がない、などの理由で蛍光色素SPiDER-βgalを用いた。細胞老化には、リボソームやリソソームの機能・形態異常、またタンパク質凝集が関わっている。そこでまず、これらオルガネラやタンパク質の状態を観察する実験系を確立した。そして老化細胞でどのように変化しているかを調べた。その結果、老化細胞ではタンパク質凝集(PROTEOSTAT蛍光試薬で検出した)が起こっていることが分かり、一部がリソソームマーカー(LAMP1)と共局在していた。さらに、老化とタンパク質凝集の関係を詳しく調べるため、細胞を接着させるスライドやコーティング素材を変えて調べた。その結果、接着の状態が異なると、老化の程度は同程度でも、細胞のオルガネラの形態やタンパク質凝集の状態が異なることが分かった。これらのことから、細胞老化は様々な刺激を介して起こるが、その状態は老化を直接引き起こす刺激(本研究ではDNA損傷)と、他のシグナル(本研究では細胞接着分子からのシグナル)との組み合わせによって細胞老化が起こるためのメカニズムが異なるを示唆していると思われる。