老化ニッチでのPiwiの減少は、Toll-GSK3シグナル伝達を介して生殖細胞幹細胞を排除する

Piwi reduction in the aged niche eliminates germline stem cells via Toll-GSK3 signaling.

• Kun-Yang Lin
• Wen-Der Wang
• Chi-Hung Lin
• Elham Rastegari
• Yu-Han Su
• Yu-Tzu Chang
• Yung-Feng Liao
• Yi-Chieh Chang
• Haiwei Pi
• Bo-Yi Yu
• Shu-Hwa Chen
• Chung-Yen Lin
• Mei-Yeh Lu
• Tsu-Yi Su
• Fei-Yang Tzou
• Chih-Chiang Chan
• Hwei-Jan Hsu

抄録

トランスポゾンは組織の老化に関与していることが知られているが、老化した幹細胞への影響は明らかになっていない。本研究では、ショウジョウバエの卵巣生殖幹細胞（GSC）ニッチにおいて、老化に伴うPwi（トランスポゾンサイレンサー）の発現低下がレトロトランスポゾンを抑制し、GSCの損失を引き起こすことを報告した。若いニッチでのPiwi発現の抑制は、老化ニッチを模倣し、レトロトランスポゾンの抑制と同時にToll媒介シグナル伝達の活性化を引き起こし、これはβ-カテニンを分解するためにグリコーゲン合成酵素キナーゼ3の活性を促進する。β-カテニン-E-カドヘリン媒介のGSC固定の破壊は、その後、GSCの損失をもたらします。ジプシー（高活性レトロトランスポゾン）またはトールをノックダウンするか、またはピウイ欠損ニッチにおける逆転写を阻害すると、GSK3活性およびβ-カテニン分解が抑制され、GSC-ニッチ接着が回復する。このレトロトランスポゾンが介在する老化幹細胞の維持障害は、多くの組織に関連している可能性があり、老化に関連した組織の変性のための実行可能な治療標的となる可能性がある。

Transposons are known to participate in tissue aging, but their effects on aged stem cells remain unclear. Here, we report that in the Drosophila ovarian germline stem cell (GSC) niche, aging-related reductions in expression of Piwi (a transposon silencer) derepress retrotransposons and cause GSC loss. Suppression of Piwi expression in the young niche mimics the aged niche, causing retrotransposon depression and coincident activation of Toll-mediated signaling, which promotes Glycogen synthase kinase 3 activity to degrade β-catenin. Disruption of β-catenin-E-cadherin-mediated GSC anchorage then results in GSC loss. Knocking down gypsy (a highly active retrotransposon) or toll, or inhibiting reverse transcription in the piwi-deficient niche, suppresses GSK3 activity and β-catenin degradation, restoring GSC-niche attachment. This retrotransposon-mediated impairment of aged stem cell maintenance may have relevance in many tissues, and could represent a viable therapeutic target for aging-related tissue degeneration.