老化研究最近の進展ウェルナー症の原因遺伝子の特定 Yuら(1996) 遺伝子ノックアウト法によるヒト老化モデルマウス（ kl -/ kl-）の作出と原因遺伝子( kl )および遺伝子産物の特定鍋島．黒尾（国立精神・神経センター）（1997) 旧来の老化モデルマウス＝SAM 武田ら(1981) 多因子であったため原因遺伝子の特定がまだできない klotho(kl) 遺伝子の特定マウストランスジーン pUC 119 相同組み替えによる遺伝子マウスES細胞ノックアウトジーンターゲティング法による変異の固定 Kl-/kl- ホモ変異マウス破壊された遺伝子の特定 Kl-/kl- ホモ変異マウスの染色体特定 pUC 119を目印におこなうマウス染色体5G3にトランスジーン挿入部位を発見破壊された遺伝子の特定遺伝子産物の特定１ 1012 NH 2 COOH KL1 KL2 シグナルペプチド膜貫通領域相同性のあるタンパク質細菌や植物のβーグリコシダーゼほ乳類のラクターゼ -グリコシルセラミダーゼ複合体 Kl-/kl-ホモ変異マウスのテロメア長繊維芽細胞にテロメア長の短縮なし分裂寿命に異常がないこのほかの細胞機能変化については未知ＫＬタンパクの抗老化薬としての将来実験動物の遺伝育種の方法論による違いノックアウト伝統的交配法 cDNAライブラリーの確立短命ラットの選抜対象遺伝子の選抜（ランダムに）短命ラットの選抜 ES細胞を利用した遺伝子ノックアウト SAM系短命ラットの確立原因遺伝子の特定が難しいノックアウトマウスの作製ホモ変異マウスの確立 kl-/kl表現型の確認細胞は分裂寿命が来たらすぐ死ぬわけではない分裂限界の細胞は分裂増殖せずに長期間生存し，その間代謝をおこなうこの間機能変化が蓄積する．最終的な細胞死　＝　アポトーシス現象　？ [ 分裂寿命が来て機能変化を起こした細胞がアポトーシスを起こさない現象 ] Wangら, (1995) 老化細胞がアポトーシスで除去されないので若い細胞に置き換わらないアポトーシス（apoptosis）細胞の死の区分 (Kerrら,1972) 壊死（necrosis）・・・・・病的細胞死・炎症の発生アポトーシス・・・遺伝的にプログラムされた細胞死遺伝子の断片化・細胞の断片化　アポトーシスによる細胞除去 1.発生過程 2.ホメオスタシス 3.生体防御正常細胞とアポトーシス細胞のゲノムDNA 寒天ゲル電気泳動図 DNA size marker ゲノムDNA 断片化していろいろな大きさにちぎれたDNA 492 369 246 123 （山田ら1997）発生過程における不要細胞の除去プログラム細胞死：決められた時間に決められた部位　の決められた細胞に起きる死よく知られた例肢芽：手足の原器の形成過程におけるプログラム細胞死両生類・昆虫における変態過程におけるプログラム細胞死指間細胞のプログラム死が起こる指間細胞のプログラム死を阻害 (山田ほか1997 ホメオスタシス多細胞生物の発生受精卵細胞増殖・分化成熟個体の細胞は？？？（数的平衡）細胞増殖　＝　細胞死多細胞生物 DNAの損傷一個の細胞では 5000個／日の脱プリン反応 100個/ゲノム/日の脱アミノ反応このうえに紫外線などによるピリミジン間の共有結合形成など DNA修復機構各種のDNA修復酵素の働き DNA修復ヌクレアーゼ APエンドヌクレアーゼ DNAグリコシラーゼ脱プリンされたデオキシリボースの除去脱アミノ化されたC,Aの除去ヌクレオチド除去修復酵素ダイマーの除去 DNA変異をもった細胞の発生放射線・紫外線・発ガン物質 URASIL CYTOSINE O H H H N H H O O P N N O CH 2 O O H O O P N N H O CH 2 O O O- 脱アミノ反応 O- GUANINE O H N N H N O O P O CH 2 O N N H H O- O O P O- 脱プリン反応 O CH 2 O OH チミン糖の炭素間に共有結合ができてしまうチミン一日あたり数千の変異通常のDNA修復機構変異の蓄積　=　年に2-3個修復が不能アポトーシスによる細胞除去 Death signal TNF, Fas L, TRAIL Bcl-2 Bcl-xL Bax Bak Bcl-2 Bcl-xL