3．研究テーマ

研究手法（アプローチ）としては分子生物学、免疫学に加えてマウスを実験動物モデルにCre-loxPシステムを駆使した時間・空間特異的な条件つき遺伝子ターゲティングを中心とした発生工学、さらには胚性幹細胞を扱う遺伝子工学、再生工学等を複合的に捉えて老化と免疫の接点を意識して仕事をする方向で動いています。現在は以下のテーマで独創性に満ちた、わかりやすい研究を推進しています。

A. 獲得免疫系における加齢に伴う機能低下の分子機構の解明に関する研究

加齢・老化に伴う獲得免疫系の変化は高齢者が抱え込む多くの疾患の発生機序のメカニズムと密接に関わっています。とりわけ、一度経験した感染症から体を守っている免疫記憶の誘導や生体内での維持される仕組みを明らかにすることはワクチンあるいは抗体を用いた免疫療法等にも大きな影響を与えるので、健やかな高齢化社会を築くためにも重要です。私たちは分子のレベルでB細胞、T細胞、樹状細胞といった獲得免疫応答担当細胞での研究を進め、最終的にはマウス個体レベルでの免疫反応の機能低下を解析できる実験動物モデルを確立し、ヒトに還元できる免疫賦活化システムの構築を目指します。加えて、私たちが注目している遺伝子、分子の中に免疫応答反応の低下に限らず、回復も含めた基礎免疫力をモニターできるバイオマーカーとして機能しうるものがあるのかそれらの可能性を探っています。

＜関連する研究成果＞

＊胚中心において高発現していたZizimin2はリンパ球特異的に発現する Dock180系cdc42結合新規GEFだった。

図2　C57Bl/6マウスをNPCGにて免疫後、脾臓胚中心にて遺伝子発現が上昇しているシグナル伝達機能分子として、CDMファミリー分子に属する新規タンパク、Zizimin2を同定した。(Nishikimi et.al, 2005)

図3　Ｚizimin2はcdc42と結合し、活性化する免疫系組織特異的に発現するGEFであることが判明した。(Nishikimi et.al, 2005)

B. 細胞老化関連遺伝子の個体老化における機能解明と関連疾病克服に関する研究

急速な高齢化社会の進む我が国においては高齢者がいかに健康で生き甲斐を失わずに生活できる社会を構築することは差し迫った課題です。本研究テーマでは個体、組織を構成する細胞レベルにおける増殖停止（細胞老化）の分子機構との接点を探りながら、生体が基本的に兼ね備えている老化防御（あるいは促進）機能の解明を目指しています。具体的にはマウス胚性繊維芽細胞（MEF細胞）において細胞老化期に高発現する遺伝子を網羅的に探索し、酸化ストレス等外界から受ける刺激を指標に生理的機能を解明していきます。そして最終的には、老化の基礎的研究を分子レベルで探求し、細胞レベルから、動物モデルを用いた個体レベルにまで一貫して存在する普遍的な老化のメカニズムを明らかにすると同時に私たちが注目している遺伝子が絡む関連疾患の病態をモデル動物で理解し、それらを克服する研究へとつなげていきます。

＜関連する研究成果＞

＊ 炎症性サイトカインとして知られるIL-1ファミリー遺伝子はリガントIL-1β、IL-1Ra（受容体アンタゴニスト）を中心にp38を介するMEF細胞老化のシグナルに関与していることが示唆された。

図4　ストレス応答性細胞老化におけるIL-1ファミリー分子が関与するシグナル経路の模式図

図5 IL-1Ra欠損マウス由来MEF細胞とMEFの増殖能の比較をした。欠損マウス由来のMEFは増殖曲線（A）においても,ＢrdUの取り込み(B)においても野生型より細胞老化傾向が早期に見られる結果を得ることができた。（Uekawa et.al 2004）

＊ 新規細胞老化関連遺伝子として同定したTARSH(Target of Nesh)は肺特異的な発現を示し、肺腫瘍細胞株で発現が著しく低下している等、癌抑制機構にも関与しうる細胞老化機能分子として注目している。

図6 TARSH遺伝子の正常マウス（4週齢）各組織での発現（ノーザンブロット法）と肺組織における加齢変化（RT-RealtimePCR法）を比較したもの。ノザンブロットでは肺に特異的にまた加齢変化では8か月齢でそれぞれ高発現していることが明らかになっている。（Uekawa et.al 2005）

図7 ヒト正常（CCD14BR, MRC-5）、あるいは肺腫瘍細胞株(LCM5, A549, LCP, LK-2)におけるTARSH遺伝子の発現を比較すると腫瘍細胞株ではその発現が極めて低い(Not detected:ND)ことが判明した。
（Uekawa et.al 2005）