Elucidation of a novel cellular senescence mechanism modulated by branched-chain amino acid metabolism.

細胞老化とは、テロメア短縮などの様々なストレスにより細胞の増殖が不可逆的に停止する現象である。老化細胞では細胞内代謝が大きく変化していることが知られているが、その生物学的意義の多くは不明である。これまでに我々は、ロイシン・イソロイシン・バリンの３種類の分岐鎖アミノ酸(BCAA)の代謝変化が細胞老化の成立に大きく関与していることを見出している。本研究では、BCAA代謝による細胞老化メカニズムの解明に取り組むとともに、その知見を利用した細胞老化の制御技術確立に取り組んでいる。これまでに我々は、テロメア短縮やDNA損傷などの細胞老化を誘導する刺激によりBCAA代謝に関わる酵素の発現量が低下し、それを起点としてBCAAの分解が抑制されること、細胞老化誘導時にBCAA代謝酵素の発現が抑制される分子機構、さらに、BCAA代謝の変調が細胞の抗酸化活性の低下を介して細胞老化を誘導していることなどを見出し、BCAA代謝の変調による細胞老化誘導の分子機構の全容が明らかになってきた。令和４年度は、このBCAA代謝酵素のノックアウトマウスの作成と解析に取り組んだ。Crispr/Cas9を利用したBCAA代謝酵素ノックアウトマウスの作成に成功し、現在、表現系の解析を進めている。この解析により、BCAA代謝酵素が生体内において細胞老化の抑制にどの程度寄与しているかが明らかとなることが期待される。これらの研究成果について、国内学会５件、和文雑誌１件で発表を行った。

細胞老化とは、テロメア短縮などの様々なストレスにより細胞の増殖が不可逆的に停止する現象である。老化細胞では細胞内代謝が大きく変化していることが知られているが、その生物学的意義の多くは不明である。これまでに我々は、ロイシン・イソロイシン・バリンの３種類の分岐鎖アミノ酸(BCAA)の代謝変化が細胞老化の成立に大きく関与していることを見出している。本研究では、BCAA代謝による細胞老化メカニズムの解明に取り組むとともに、その知見を利用した細胞老化の制御技術確立に取り組んでいる。これまでに我々は、テロメア短縮やDNA損傷などの細胞老化を誘導する刺激によりBCAA代謝に関わる酵素の発現量が低下し、それを起点としてBCAAの分解が抑制されること、細胞老化誘導時にBCAA代謝酵素の発現が抑制される分子機構、さらに、BCAA代謝の変調が細胞の抗酸化活性の低下を介して細胞老化を誘導していることなどを見出し、BCAA代謝の変調による細胞老化誘導の分子機構の全容が明らかになってきた。令和４年度は、このBCAA代謝酵素のノックアウトマウスの作成と解析に取り組んだ。Crispr/Cas9を利用したBCAA代謝酵素ノックアウトマウスの作成に成功し、現在、表現系の解析を進めている。この解析により、BCAA代謝酵素が生体内において細胞老化の抑制にどの程度寄与しているかが明らかとなることが期待される。これらの研究成果について、国内学会５件、和文雑誌１件で発表を行った。