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Research Results 研究成果

老化した细胞が鉄で死なない仕组みを解明

?リソソームの酸性度が细胞死の键を握る?
工学研究院
佐久間 臣耶 准教授 / 山西 陽子 教授
2025.07.29
研究成果Life & HealthTechnology

ポイント

  • 老化细胞※1では、鉄による细胞死(フェロトーシス)※2が起こりにくいことが知られていましたが、そのメカニズムは不明でした。
  • 老化细胞が正常な細胞と比較して死ににくい原因は、リソソーム※3の机能不全であることを発见しました。
  • 老化细胞において、リソソーム内を酸性に保つ働きをもつタンパク質複合体の機能が低下することが明らかになりました。
  • 老化细胞のリソソームを酸性化させると、リソソーム内に滞留している鉄がリソソーム外に分布するようになり、フェロトーシスに対する感受性が回復することを示しました。
  • 膵臓がん細胞も老化细胞と同様のリソソーム機能異常を示すことから、リソソームを酸性化させる薬剤によって膵臓がんの発症や進行を抑えられることが分かりました。これにより、リソソームの酸性度を制御することが新しいがん治療の戦略として期待されます。

概要

図. 老化细胞のリソソームを酸性化させることでフェロトーシス感受性が高くなる

がん研究会がん研究所細胞老化研究部の羅智文(ろーつーうぇん)特任研究員、周翔宇(しゅうしょうう)博士研究員、高橋暁子(たかはしあきこ)部長を中心とするグループは、正常な細胞においては酸性に保たれている細胞内分解器官であるリソソームの内部が老化细胞では中性に近づくことで、老化细胞においてリソソーム内部に鉄が滞留し、鉄依存性の細胞死である「フェロトーシス」が生じにくくなることを明らかにしました。

正常な細胞がさまざまなストレスを受けた結果として生じる老化细胞は、慢性的な炎症環境をつくることで、がんを含む加齢性疾患の発症や進行を促進することが知られています。近年、老化细胞に蓄積した鉄が炎症性因子の誘導や病態の発症に関わることが明らかになりつつあります。興味深いことに、老化细胞は鉄を多量に保持しているにもかかわらずフェロトーシスに対して抵抗性を示すことが報告されていますが、その詳細なメカニズムは不明でした。

本研究グループは、細胞内のリソソームの機能がフェロトーシスの誘導に重要な役割を果たすことを明らかにしました。老化细胞ではリソソームの酸性度を保つV-ATPase※4というタンパク质复合体の机能が低下しているためにリソソーム内部が中性に近くなり、これにより2価鉄イオン(贵别2+)がリソソームに留まることで、フェロトーシスの原因となる脂质过酸化反応※5が細胞全体で生じにくくなることを発見しました。そして、リソソームを酸性化させる薬剤を処置した老化细胞は、フェロトーシスを引き起こしやすくなることを明らかにしました(図)。

さらに本研究グループは、老化细胞と同様のリソソーム機能異常が膵臓がん細胞でも起こって、がん細胞のフェロトーシス抵抗性にも関与していることを見出しました。膵臓がんのモデルマウスを用いた実験で、リソソームの酸性化によって膵臓がんの発症やがん細胞の増殖を抑制できることを示しました(図)。本研究により、老化细胞におけるリソソーム機能障害とフェロトーシス抵抗性との関連が明らかになったことで、リソソームの酸性度を制御することが、がんを含む加齢関連疾患の新たな治療戦略となる可能性が示唆されました。

本研究成果は、令和7年7月29日18時(日本時間)に、Nature Communicationsオンライン版に掲載されました。

用语解説

(※1)老化细胞
正常な细胞が顿狈础损伤などのさまざまなストレスを受けることで生じる、细胞分裂を不可逆的に停止した细胞。増殖性を失っているものの生存を维持し続け、炎症性因子などを分泌することで、がんや动脉硬化、糖尿病、神経変性疾患などの加齢性疾患の発症や进展を促进する。

(※2)フェロトーシス
鉄に依存して细胞内の脂质が酸化されることで生じる过酸化脂质が蓄积することにより引き起こされる、细胞死の形态の一つ。がんの治疗抵抗性や神経変性疾患の病态に関わることから、治疗标的として注目されている。

&苍产蝉辫;(※3)リソソーム
细胞小器官の一つであり、主に细胞内の不要物などの分解を担う。リソソームの内部は酸性に保たれており、酸性环境において高い活性をもつ多くの加水分解酵素が存在する。また、鉄の细胞内输送や分配においても重要な役割を果たす。

(※4)V-ATPase(vacuolar-type ATPase)
础罢笔の加水分解によるエネルギーを用いてプロトン(贬+)をリソソーム内に输送し、リソソーム内部を酸性化させる働きをもつプロトン输送体。リソソーム膜上に存在し、多数のサブユニットから构成される复合体である。

(※5)脂质过酸化反応
细胞内の多価不饱和脂肪酸をはじめとする脂质が活性酸素などにより脂质ラジカルとなり、その后连锁的に反応して过酸化脂质を生成する过程。生成物によって细胞膜や顿狈础、タンパク质などが损伤を受け、过度に反応が生じた际はフェロトーシスにつながる。

论文情报

论文名:
Senescence-associated lysosomal dysfunction impairs cystine deprivation-induced lipid peroxidation and ferroptosis
ジャーナル名:
Nature Communications
着者:
Tze Mun Loo1, Xiangyu Zhou1, Yoko Tanaka1, Sho Sugawara1, Shota Yamauchi1, Hiroko Kawasaki1, Yuta Matsuoka2, Yuki Sugiura2, Shinya Sakuma3, Yoko Yamanishi3, Satoshi Yotsumoto4, Kosuke Dodo5, Yoshitaka Shirasaki6, Takashi Kamatani7, Akiko Takahashi1,8*
着者の所属机関:
1. 公益財団法人がん研究会 がん研究所 細胞老化研究部
2. 京都大学 大学院医学研究科附属 がん免疫総合研究センター
3. 九州大学 大学院工学研究院 機械工学部門
4. 東京薬科大学 生命科学部 生命医科学科 免疫制御学研究室
5. 理化学研究所 環境資源科学研究センター 触媒?融合研究グループ
6. 東京大学 先端科学技術研究センター 光量子イメージング分野
7. 東京科学大学 総合研究院 M&Dデータ科学センター AI技術開発分野
8. 公益財団法人がん研究会 NEXT-Gankenプログラム がん細胞社会成因解明プロジェクト
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