老化細胞が引き起こす概日時計の時空間ダイナミクスの解明

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本年度においては、まず、老化細胞の概日リズムの基礎パラメータ（周期、振幅、位相応答など）を定量的に評価するため、マウス胎児線維芽細胞の初代培養と細胞老化を除去する効果が知られるGlutaminase 1阻害剤（BPTES）を用いて、ルシフェラーゼアッセイにより時計遺伝子Per2の発現パターンの解析を行った。結果、BPTES投与下では大きくリズムの位相や振幅が変化しない一方で、デキサメタゾンに対する応答が増大する傾向がみられた。また、細胞老化関連因子として、細胞老化を誘導する過酸化水素、Doxorubicinや細胞老化関連分泌形質（SASP）の原因物質として知られるサイトカイン（IL6等）やケモカイン（IL8）などを投与し、概日リズムの位相応答を計測した。その結果、細胞老化誘導因子の多くが概日リズムの位相リセットを引き起こす一方で、SASP因子については明確な応答が見られなかった。このことから、細胞老化が概日リズムに及ぼす影響以上に、老化と概日リズムの乱れが共通した原因によって引き起こされている可能性が示唆された。さらに、組織・個体レベルでの老化に伴う概日リズムの変調を評価するため、RNA-seqデータや脳波（EEG）を用いて、機械学習により老化マウスの概日リズムの位相を評価した。マウスの各組織のRNA-seqデータを用いた解析の結果、肝臓では老化に伴い昼間の位相がやや遅れる一方での夜間の位相がやや前進する傾向がみられた。また、EEGを用いてマウスの個体レベルでの概日リズムの位相を評価したところ、老化マウスでは昼間では概日リズムに大きな変化がない一方で、夜間において大きな位相の遅れが観察された。以上の結果は、老化がマウスの様々な階層で概日リズムの変調を引き起こすとともに、その影響が時間・空間的に異なることを示唆している。