ブタ脂肪由来間葉系/間質系幹細胞におけるアポトーシスおよび老化関連遺伝子のDNAヒドロキシメチル化は、肥満および脂質異常症に影響を与える

肥満は、間葉系/間質系幹細胞 (MSCs) の機能的恒常性、運命決定、修復能力の基礎となる重要な生物学的プロセスの調節を乱すことが知られている。近年5-ヒドロキシメチルシトシン (5hmC) などのエピジェネティックマークの動的変更が新たな要因として挙げられているが、肥満によって引き起こされる MSCs の表現型変化を導くメカニズムは不明である。本論文では、ブタおよびヒトの間葉系幹細胞において、肥満と脂質異常症が、アポトーシスおよび老化関連遺伝子のDNAヒドロキシメチル化の調節異常に関連していることを発見した。ビタミンCは、この変化したエピゲノムプロファイルの再プログラミングを仲介した。これらの結果は、肥満患者における自家MSCs移植の成功率を高めるアプローチの可能性を示唆している。

Obesity and dyslipidemia are associated with partially reversible modifications to DNA hydroxymethylation of apoptosis- and senescence-related genes in swine adipose-derived mesenchymal stem/stromal cells
論文へのアクセスはこちら:  Glasstetter, L.M., et al. Stem Cell Research & Therapy, (2023)

注目ポイント

・DNA免疫沈降シーケンス(hMeDIP-seq) によって、ブタの肥満 MSCs と痩せ MSCsの間で 467 個の高ヒドロキシメチル化遺伝子座と 591 個の低ヒドロキシメチル化遺伝子座が同定された

・hMeDIP-seq/mRNA-seqを併用すると、アポトーシス、細胞増殖、老化に関連する遺伝子の調節異常が示された

・これらの変化は、MSCsにおける老化の進行と関連しており、ビタミンCによって部分的に回復した

・ヒト肥満MSCsでも同様の経路が観察された

関連製品
細胞老化検出試薬
SPiDER-βGal for 生細胞イメージング または フローサイトメトリー / マイクロプレートリーダー / 組織サンプル
 新製品 SPiDER-βGal Blue (固定化細胞や免疫染色との多重染色に最適な色素)
アポトーシス(Annexin V)プレートアッセイキット
新製品 Annexin V Apoptosis Plate Assay Kit
細胞外ATP測定キット
新製品 Extracellular ATP Assay Kit-Luminescence
脂肪滴染色蛍光色素
Lipi-Blue / Lipi-Green / Lipi-Red / Lipi-Deep Red
ミトコンドリア膜電位検出キット
JC-1 MitoMP Detection KitMT-1 MitoMP Detection Kit
酸素消費速度プレートアッセイキット
Extracellular OCR Plate Assay Kit
細胞増殖/細胞毒性アッセイキット
Cell Counting Kit-8
アプリケーションデータ

老化誘導によるA549細胞の代謝シフト

細胞老化が誘導されると、SA-β-galの発現亢進や不可逆的な細胞増殖停止といった現象が見られる他、DNAダメージが蓄積した老化細胞では、ミトコンドリア機能の低下によりエネルギー産生を解糖系にシフトします。そこで、A549細胞をDoxorubicinで処理し老化誘導した際のSA-β-gal発現亢進およびエネルギー産生経路(NAD量、ミトコンドリア膜電位、ATP量、Lactate放出量)のシフトを確認しました。
その結果、DNA損傷が認められましたが、SA-β-gal(Senescence Assosiated -β- Galactosidase)産生量が増加し、細胞内 NAD+ 量が低下したことからミトコンドリア膜電位が低下し、エネルギー生産経路が酸化的リン酸化から解糖系へシフトしたことが確認されました。

*S. Imai, et al., Trends Cell Biol, 2014, 24, 464-471


使用製品
① DNA Damage Detection Kit - γH2AX
② Cellular Senescence Detection Kit - SPiDER-βGal
 NAD/NADH Assay Kit-WST
④ JC-1 MitoMP Detection Kit
⑤ Glycolysis/OXPHOS Assay KitLactate Assay Kit-WST

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