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 薬学部 生化学教室
 Department of Biochemistry

教授:
  髙橋 良哉
■ 概要
老化および老化関連疾患の発症メカニズムとその制御
本教室では「老化および老化関連疾患の発症メカニズムとその制御」を主テーマとし、中高齢期からの食餌制限の有益性とリスクに関する研究、老化促進モデルマウスを用いた老化促進に与える内外因子(栄養、遺伝子多型など)の解析を行っている。
1.中高齢期からの食餌制限の有益性とリスク
本教室では、中高齢期からの食餌制限には、老齢ラット・マウスの組織に蓄積した熱不安定異常酵素蓄積量やミトコンドリアのカルボニル化酸化修飾タンパク質量を低下させたり、異常タンパク質分解酵素であるプロテアソーム活性を若齢レベルまで回復させたりする様々な有益作用があることを明らかにした。しかし、中高齢動物に対する食餌制限には、加齢に伴う筋肉量低下(サルコペニア)を加速させる危険が残されていた。この可能性を調べるために食餌制限老齢ラット(28月齢)の後肢筋を構成する筋肉(ヒラメ筋、腓腹筋)の線維の数や総面積を詳細に解析した。しかし、これらに対する食餌制限による影響は殆ど認められなかった。一方、腓腹筋でカルボニル化タンパク質の増加を認めたが、食餌制限はその増加を抑制した。このように高齢期からの食餌制限は調べた範囲ではラットの骨格筋の筋重量や筋線維構成の加齢変化に対して大きな影響を与えず、酸化傷害を軽減することが明らかになった。
2.近位尿細管細胞のアルブミントランスサイトーシス関連タンパク質の解析
加齢に伴うアルブミン尿症は糸球体基底膜の透過性の亢進や近位尿細管におけるアルブミン再吸収能の低下により発症すると考えられている。これまでに本教室では、食餌制限により老齢ラットのタンパク尿症が改善すること、この改善が腎尿細管におけるアルブミン再吸収・再利用系(トランスサイトーシス)の活性化による可能性を示唆した。そこで本年度は、食餌制限によるトランスサイトーシス活性化機構を明らかにする研究の一環として、トランスサイトーシスに関わるタンパク質の分離・同定を試みた。腎抽出液で直接あるいは間接的にアルブミンと相互作用(結合)している複合体をアフィニティークロマトグラフィーにより精製した。解析の結果、アルブミン結合タンパク質と考えられるタンパク質を複数検出することができた。現在、これらの分子種の同定を進めている。
3.老化促進モデルマウス(SAM)の肥満モデル動物としての有用性
本教室では、食事に起因する老化関連疾患発症の研究モデル動物としての老化促進モデルマウス(SAM)の有用性について調べるために、高脂肪餌の肥満に対する感受性についても研究を行っている。促進老化型(SAMP8)、正常老化型(SAMR1)および野生型 (C57BL/6J, DBA/2)の4系統のマウスを用いて高脂肪餌の成長や脂肪蓄積に与える影響を調べたところ、SAMP8が最も著しい体重と脂肪増加を示した。また、SAMP8は皮下脂肪を蓄積する傾向にあり、脂肪肝を呈する頻度が高いことがわかった。さらに、SAMP8は、高脂肪食により高血糖を示すことがわかったが、血清インスリン量には大きな変化は認められなかった。現在、高脂肪食に対するマウス系統差の原因について、更に解析を進めている。
4.加齢に伴い脳に蓄積する鉄結合タンパク質の解析
加齢に伴いマウス、ラットの様々な組織(脳、肝臓、腎臓など)に鉄(non-heme鉄)が蓄積する。例えば、脳に蓄積した鉄は、老人班やβアミロイド生成、シナプス変性、神経細胞死などを引き起こす原因となっている可能性がある。加齢に伴う脳機能低下と鉄蓄積との関連を探る研究の一環として、本年度は、加齢に伴い脳に蓄積する鉄結合タンパク質の解析を試みた。脳に存在する主要鉄結合タンパク質としては、フェリチン(FT)、トランスフェリン(Tf)が知られている。老若マウス(SAMP8, SAMR1)の脳についてゲルろ過法と抗FT抗体、 抗Tf抗体を用いた Western blot解析法でnon-heme鉄タンパク質を解析したところ、加齢で増加する鉄はFT, Tfのいずれでもない高分子量化合物と結合していることが分かった。今後、加齢に伴い脳に蓄積する非ヘム鉄の結合タンパク質の分子種の解析を更に進める予定である。
5.老齢F344ラットおよびウィルソン病モデルLECラット肝臓におけるDNA架橋タンパク質の解析
銅代謝異常ウィルソン病のモデル動物であるLECラットの肝癌発症に銅蓄積と共に肝臓に蓄積する鉄が関与していることが示唆されている。LECと同程度の鉄の蓄積は、老齢F344ラット肝臓でも認められる。本教室では、鉄蓄積とDNA傷害との関連を探る研究の一環としてDNA-架橋タンパク質形成に注目し、LECおよび老齢ラット肝臓のDNA架橋タンパク質の解析を進めている。銅蓄積量が最も多い24週齢のLECラット肝臓から抽出したDNA画分に共有結合によって結びついていると考えられるタンパク質をSDS-PAGEで解析した結果、複数の分子種が検出された。一部のタンパク質について同定を試みた結果、細胞骨格系タンパク質と相同のタンパク質であった。なお、老齢F344ラット肝臓のDNAには、架橋タンパク質は検出されなかった。
■ Keywords
老化関連疾患、食事制限, サルコペニア、脂質代謝, 高脂肪食, 老化促進モデルマウス, 一塩基多型、ウィルソン病、LECラット
■ 当該年度の主催学会・研究会
1.  第35回 日本基礎老化学会大会  (大会長 : 高橋良哉 )  ,船橋  2012/07
■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
1.  髙橋 良哉 :日本薬学会 代議員, 日本薬学会関東支部 幹事, 日本生化学会関東支部 幹事, 日本微量元素学会 評議員, 老化促進モデルマウスSAM研究協議会 評議員
■ 当該年度研究業績数一覧表
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表
和文英文 和文英文 国内国際
















髙橋 良哉   教授
薬学博士
              4
 8
 1
 2
 
 
大寺 恵子   助教
博士(薬学)
              5
 3
 1
 1
 
 
 0 0  0 0  0  9
(0)
 2
(0)
 0
(0)
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表














髙橋 良哉   教授
薬学博士
         4
 1
 
大寺 恵子   助教
博士(薬学)
         5
 1
 
 0 0  0 0  0  9
(0)
 2
(0)
 0
(0)
(  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会 (  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
■ 学会発表
国内学会
1. ◎高橋良哉, 大寺恵子: 老化促進モデルマウスSAMP8の小脳におけるミエリン塩基性タンパク質遺伝子発現の異常.  日本薬学会第133年会,  横浜,  2013/03
2. ◎大寺恵子, 高橋良哉: 高齢期からの食餌制限がラット骨格筋に与える変化.  日本薬学会第133年会,  横浜,  2013/03
3. ◎那和雪乃, 大滝正訓, 桑原理恵, 廣井朋子, 高橋良哉, 松井宏晃: ヒトセロトニン4受容体遺伝子発現調節機構:ヒト大腸がん細胞Colo320における新規プロモーターおよびエンハンサー領域の同定・機能解析.  第35回日本分子生物学会年会,  福岡,  2012/12
4. ◎高橋良哉, 田中 (福井)ゆか: ミルクカゼイン主体飼料による脂肪肝発症のマウス系統差. , 福岡, 2012.12.  第85回 日本生化学会大会,  福岡,  2012/12
5. ◎大寺恵子, 高橋良哉: 平日隔日食餌制限(EOD)の加齢性筋肉量低下に対する影響:老齢ラットを用いた研究.  第85回 日本生化学会大会,  福岡,  2012/12
6. ◎浜口 亜也,福沢 翔太,石神 昭人,高橋 良哉,長濱 辰文: アメフラシ中枢におけるアミロイドベータ様物質の老化に伴う分布の変化とAPPの解析.  日本神経科学学会,  名古屋,  2012/09
7. ◎高橋良哉, 戸辺慎也, 大寺恵子: ラットにおける高齢期骨格筋量低下に対する平日隔日食餌制限の影響.  第35回日本基礎老化学会大会,  船橋,  2012/07
8. ◎大寺恵子, 高橋良哉: 高齢ラット腎尿細管における異常修飾アルブミン蓄積.  第35回日本基礎老化学会大会,  船橋,  2012/07
9. ◎田中(福井)ゆか, 高橋良哉: カゼイン主体飼料飼育による脂肪肝発症の系統差:SAMR1, SAMP8, C57BL,DBA/2.  第35回日本基礎老化学会大会,  船橋,  2012/07
10. 王冠男, 大寺恵子, ◎高橋良哉: 老化促進モデルマウスSAMP8 系のアグマチナーゼ遺伝子変異と発現量の加齢変化.  第35回日本基礎老化学会大会,  船橋,  2012/07
11. ◎大寺恵子, 西田大介, 劉思圓, 高橋良哉: 老化促進モデルマウス(SAM)P8系の組織における鉄蓄積:加齢の影響.  第23回日本微量元素学会学術集会,  東京,  2012/07
国際学会
1. ◎Nawa Y, Okada Y, Otaki M, Kuwabara R, Hiroi T, Takahashi R, Matsui H: Transcriptional regulation of the human tryptophan hydroxylase-2 gene by Lms 1b in RN46A cells.  Neuroscience 2012, SfN's 42nd annual meeting,  New Orleans, USA,  2012/10
2. ◎Odera K, Takahashi R: Renal proximal tubular reabsorption of albumin in rats: Effect of age.  International Symposium On Aging (ISOA-2012) & 16th Biennial Conference of Association of Gerontology (India),  Shillong, India,  2012/10
3. ◎Takahashi R, Odera K: Acceleration of age-related change in gene expression in senescence accelerated mouse SAMP8.  International Symposium On Aging (ISOA-2012) & 16th Biennial Conference of Association of Gerontology (India),  Shillong, India,  2012/10
  :Corresponding Author
  :本学研究者