Molecular mechanism of the oxidative stress response caused by the anti-oxidant enzyme in fish - Molecular biological approach -

• Project/Area Number: 17K07940
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Aquatic life science
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: OSATOMI Kiyoshi 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (40253702)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金井 欣也 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (40145222) ; 小田 達也 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 特任教授 (60145307) ; 吉田 朝美 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (80589870)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 抗酸化酵素 / 酸化ストレス / プロモーター / 転写制御因子 / 魚病細菌 / flagellin / 細胞培養系 / 魚類 / Edwardsiella tarda

Outline of Final Research Achievements

In this study, we examined the effects of extracellular products (ECP) and recombinant flagellin from Edwardsiella tarda (E. tarda) virulent and avirulent strains on macrophages in terms of the induction of reactive oxygen species (ROS) and NO. Notably, ECP and recombinant flagellin from avirulent strain of E. tarda stimulated macrophages to induce intracellular ROS and NO productions.
From the deletion analyses of luciferase reporter activity of Japanese flounder Cu,Zn-SOD gene 5’-flanking region (－1,124/－1), it was suggested that NF-IL6 binding site (－202/－194) was the main regulatory element of Cu,Zn-SOD gene against the oxidative stress.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、魚類の細菌・ウィルス感染症の病態発現における研究対象として、生体側あるいは環境因子である抗酸化酵素と活性酸素に着目している。分子生物学的手法によって、魚類抗酸化酵素の発現制御機構を明らかにすることにより、種を越えて普遍的細菌感染症の病態変化に関わる生化学的新知見が得られるものと期待できる。更に、本研究で得られた成果はヒラメエドワジエラ症に伴う酸化ストレスに対する応答機構の解明のみならず、宿主(ヒラメ)の生体反応を巧妙に制御し生体側病原因子を抑制するという新しい治療法に多くの情報を提供できる。

Research Products

• [Presentation] E.tarda由来flagellin刺激によるヒラメCu,Zn-SOD遺伝子の転写制御領域の解析 (2019)
  • Author(s): 清水貴広・吉田朝美・長富 潔
  • Organizer: 令和元年度日本水産学会秋季大会
• [Presentation] 酸化ストレスに伴うヒラメMn-SOD遺伝子の発現制御領域の解析 (2017)
  • Author(s): 石橋侑里香・吉田朝美・長富 潔
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会九州支部大会
• [Presentation] E.tarda由来組換えflagellin暴露に伴うヒラメCu,Zn-SOD遺伝子のプロモーター活性の解析 (2017)
  • Author(s): 玉田佳子・吉田朝美・長富 潔
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会九州支部大会
• [Book] Effect of Bacterial Infection on the Expression of Stress Proteins and Antioxidative Enzymes in Japanese flounder. H.-J. Ceccaldi et al. (eds.), Evolution of Marine Coastal Ecosystems under the Pressure of Global Changes (2020)
  • Author(s): Toshiki Nakano, Kiyoshi Osatomi, Nanami Miura, Yoko Aikawa-Fukuda, Kinya Kanai, Asami Yoshida, Hitoshi Shirakawa, Akiko Yamauchi, Toshiyasu Yamaguchi, and Yoshihiro Ochiai
  • Publisher: Springer-Nature AG