Elucidation of the mechanism underlying cellular senescence and aging induced by the continuous DNA damage

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哺乳類の細胞では、DNA損傷が起こるとシグナル伝達を介して不可逆的な増殖停止である細胞老化が誘導されることが知られている。この細胞老化は不可逆的な増殖停止を引き起こし、がんや糖尿病などの個体老化を進行させると考えられている。現時点で、DNA損傷の数、損傷部位(遺伝子発現制御領域や遺伝子領域との関わり)の違いによってどのようなDNA修飾が起こるのか、また、その変化が細胞老化にどのように影響するのかということが明らかになっていない。細胞老化を誘導するDNA損傷パターンを同定するため、ゲノム編集技術CRISPR-Cas9を用いたスクリーニング実験を行った。非遺伝子領域を含むゲノムDNA上の配列から、9万種類以上のsgRNAレンチウイルスライブラリーを設計し、老化関連遺伝子p16及びp21を検出可能なマウスから、不死化したマウス胎児線維芽細胞を樹立し、スクリーニング実験を行った。しかし、有意な結果が得られなかった。そこで、DNA損傷から起こるDNA修飾の一つであるヒストンの減衰を薬剤によって遺伝子改変マウスに誘導し、細胞老化を誘発することで、老化細胞を個体に蓄積させる方法に変更した。現在までに、薬剤依存的にヒストン減衰可能な遺伝子改変マウスを作製し、病理学的な解析やRNAシークエンシングによる遺伝子発現パターンの解析を進めている。今後、このマウスから得られた解析結果により、エピジェネティックな変化と細胞老化の関係及び細胞老化と個体老化の関係を実験的に明らかにすることが期待される。