カロリー制限により誘導される遺伝子発現情報に基づく健康長寿の分子基盤の解明

カロリー制限による酵母の寿命延長に、NAD依存症ヒストン脱アセチル化酵素Sir2が関与していることが明らかにされ、哺乳動物では、Sir2ホモログであるSIRT1が標的タンパク質の脱アセチル化を介してアポトーシスを抑制しストレス抵抗性を高めること等が示された。一方で、SIRT1の過剰発現がポリグルタミン凝集による神経細胞死を抑制すること、カロリー制限によりSIRT1の発現レベルが増加することが報告された。本研究では、細胞・組織レベルで、カロリー制限・SIRT1により誘導される遺伝子の発現変化を、Affymetrix社のGeneChipを用いた網羅的解析により検討した。(1)生後1ヶ月から3ヶ月間カロリー制限(EODF;every other day feeding)を行ったマウスの脳では、heat shock protein等の遺伝子発現が増加していたが、SIRT1遺伝子の発現量に変化は認められず、通常のカロリー制限と異なり、EODFではSIRT1の誘導発現は起こらないものと考えられた。(2)ヒト正常・変異(脱アセチル化能欠損)SIRT1を誘導的に発現するマウスNIH3T3繊維芽細胞を用いた解析では、正常SIRT1で誘導されるが変異SIRT1では誘導されない遺伝子として、シグナル伝達に関与する遺伝子が多く同定された。(3)SIRT1をsiRNAによりノックダウンしたPC12褐色細胞腫細胞を用いた解析においても、シグナル伝達に関与する遺伝子およびそれらの標的遺伝子の発現が主に変化していた。現在、それぞれの遺伝子の発現変化を定量的RT-PCR・ウェスタンブロット解析で確認するとともにプロテオーム解析を行っており、これらのプロファイリングデータからカロリー制限・SIRT1により誘導される遺伝子・タンパクさらには細胞応答を明らかにすることができる。

カロリー制限による酵母の寿命延長に、NAD依存症ヒストン脱アセチル化酵素Sir2が関与していることが明らかにされ、哺乳動物では、Sir2ホモログであるSIRT1が標的タンパク質の脱アセチル化を介してアポトーシスを抑制しストレス抵抗性を高めること等が示された。一方で、SIRT1の過剰発現がポリグルタミン凝集による神経細胞死を抑制すること、カロリー制限によりSIRT1の発現レベルが増加することが報告された。本研究では、細胞・組織レベルで、カロリー制限・SIRT1により誘導される遺伝子の発現変化を、Affymetrix社のGeneChipを用いた網羅的解析により検討した。(1)生後1ヶ月から3ヶ月間カロリー制限(EODF;every other day feeding)を行ったマウスの脳では、heat shock protein等の遺伝子発現が増加していたが、SIRT1遺伝子の発現量に変化は認められず、通常のカロリー制限と異なり、EODFではSIRT1の誘導発現は起こらないものと考えられた。(2)ヒト正常・変異(脱アセチル化能欠損)SIRT1を誘導的に発現するマウスNIH3T3繊維芽細胞を用いた解析では、正常SIRT1で誘導されるが変異SIRT1では誘導されない遺伝子として、シグナル伝達に関与する遺伝子が多く同定された。(3)SIRT1をsiRNAによりノックダウンしたPC12褐色細胞腫細胞を用いた解析においても、シグナル伝達に関与する遺伝子およびそれらの標的遺伝子の発現が主に変化していた。現在、それぞれの遺伝子の発現変化を定量的RT-PCR・ウェスタンブロット解析で確認するとともにプロテオーム解析を行っており、これらのプロファイリングデータからカロリー制限・SIRT1により誘導される遺伝子・タンパクさらには細胞応答を明らかにすることができる。