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Development of prevention and treatment strategies for trans-fatty acid-related diseases based on novel toxicity mechanisms

Research Project

Project/Area Number 18K14894
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Hirata Yusuke  東北大学, 薬学研究科, 助教 (10748221)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsトランス脂肪酸 / DNA損傷 / 細胞死 / 老化 / 脂肪肝 / 活性酸素 / ミトコンドリア / MAPK / NASH / 細胞外ATP / 炎症 / 食品衛生
Outline of Final Research Achievements

We found that trans-fatty acids (TFAs) promote DNA damage-induced cell death by increasing mitochondrial reactive oxygen species (ROS) generation in a manner dependent on JNK, a stress-responsive MAP kinase.
A toxicological evaluation revealed that industrial TFAs, produced during food manufacturing processes, possess much higher toxicity than ruminant TFAs, produced by microbes in ruminant stomach.
An in vivo experiment demonstrated that the livers of mice fed with TFA-containing high fat diet showed more fat accumulation and accelerated senescence/inflammation than those fed with normal high fat diet, implicating that the pro-senescence/inflammation functions of TFAs link with fatty liver diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トランス脂肪酸は、これまで主に疫学調査研究から動脈硬化症等の諸疾患との関連が示されてきた一方で、分子レベルでの作用機構については解明が進んでおらず、詳細な病態発症機序は不明であった。本研究成果により、トランス脂肪酸の病態発症機序解明に繋がる新たな毒性発現機構が解明されると共に、特に病態発症との関連が示唆されてきた人工型トランス脂肪酸の方が、天然型よりも強力な毒性を有することが明らかとなり、過去の疫学研究の科学的な裏付けができた。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Pro-caspase-3 protects cells from polymyxin B-induced cytotoxicity by preventing ROS accumulation2020

    • Author(s)
      T Yokosawa, M Yamada, T Noguchi, S Suzuki, Y Hirata, A Matsuzawa
    • Journal Title

      The Journal of antibiotics

      Volume: 72 Issue: 11 Pages: 848-852

    • DOI

      10.1038/s41429-019-0216-6

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] trans-Fatty acids facilitate DNA damage-induced apoptosis through the mitochondrial JNK-Sab-ROS positive feedback loop2020

    • Author(s)
      Yusuke Hirata, Aya Inoue, Saki Suzuki, Miki Takahashi, Ryosuke Matsui, Nozomu Kono, Takuya Noguchi, Atsushi Matsuzawa
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59636-6

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The anti-cancer drug gefitinib accelerates Fas-mediated apoptosis by enhancing caspase-8 activation in cancer cells2019

    • Author(s)
      Yuto Sekiguchi, Mayuka Yamada, Takuya Noguchi, Chise Noomote, Mei Tsuchida, Yuki Kudoh, Yusuke Hirata, Atsushi Matsuzawa
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 44 Issue: 6 Pages: 435-440

    • DOI

      10.2131/jts.44.435

    • NAID

      130007659535

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulatory mechanisms of stress-responsive signaling pathways mediated by various types of post-translational modifications2018

    • Author(s)
      平田祐介, 松沢厚
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 90 Issue: 6 Pages: 815-819

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900815

    • NAID

      40021783184

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2018-12-25
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  • [Journal Article] Antibiotic vancomycin promotes the gene expression of NOD-like receptor families in macrophages2018

    • Author(s)
      Kudoh Y, Noguchi T, Ishii C, Nishidate A, Hirata Y, and Matsuzawa A
    • Journal Title

      BPB Reports

      Volume: 1 Pages: 6-10

    • NAID

      130007938418

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nuclear-accumulated SQSTM1/p62-based ALIS act as microdomains sensing cellular stresses and triggering oxidative stress-induced parthanatos2018

    • Author(s)
      Noguchi Takuya、Suzuki Midori、Mutoh Natsumi、Hirata Yusuke、Tsuchida Mei、Miyagawa Sayoko、Hwang Gi-Wook、Aoki Junken、Matsuzawa Atsushi
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 9 Issue: 12 Pages: 1193-1193

    • DOI

      10.1038/s41419-018-1245-y

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fine-tuning activation of the oxidative stress-responsive kinase ASK1 mediated by the novel ubiquitin ligase TRIM482020

    • Author(s)
      Yusuke Hirata and Atsushi Matsuzawa
    • Organizer
      Gordon Research Conference: Oxygen Radicals
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  • [Presentation] トランス脂肪酸によるDNA損傷応答促進作用とその分子機構の解明2019

    • Author(s)
      平田 祐介, 高橋 未来, 井上 綾, 野口 拓也, 松沢 厚
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第85回例会
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  • [Presentation] trans-Fatty acids promote pro-inflammatory signaling and cell death by potentiating the ASK1-p38 MAP kinase signaling pathway2019

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      Yusuke Hirata, Miki Takahashi, Yuki Kudoh, Takuya Noguchi, and Atsushi Matsuzawa
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      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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  • [Presentation] Toxicological evaluation of trans-fatty acids using novel molecular bases2019

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      Yuki Nada, Yusuke Hirata, Miki Takahashi, Saki Suzuki, Ryosuke Matsui, Takuya Noguchi, and Atsushi Matsuzawa
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      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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  • [Presentation] trans-Fatty acids facilitate DNA damage-induced apoptosis by augmenting mitochondrial JNK signaling2019

    • Author(s)
      Aya Inoue, Yusuke Hirata, Saki Suzuki, Miki Takahashi, Ryosuke Matsui, Takuya Noguchi, and Atsushi Matsuzawa
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化ストレス応答キナーゼASK1のユビキチン化修飾を介した新規活性調節機構2019

    • Author(s)
      平田祐介, 松沢厚
    • Organizer
      第72回日本酸化ストレス学会学術集会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidation of the molecular mechanisms underlying pro-apoptotic effect of trans-fatty acid in response to DNA damage2019

    • Author(s)
      Miki Takahashi, Yusuke Hirata, Saki Suzuki, Ryosuke Matsui, Takuya Noguchi, Atsushi Matsuzawa
    • Organizer
      第15回国際毒性学会(TCT XV)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トランス脂肪酸による細胞老化促進作用とその分子機構の解析2019

    • Author(s)
      井上 綾,高橋 未来,平田 祐介,野口 拓也,松沢 厚
    • Organizer
      フォーラム2019 衛生薬学・環境トキシコロジー
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  • [Presentation] トランス脂肪酸による毒性発現の分子基盤の確立2019

    • Author(s)
      平田祐介
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      フォーラム2019 衛生薬学・環境トキシコロジー
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  • [Presentation] 新規ASK1活性調節因子TRIM48の発現制御機構とその病態生理学的意義の解明2019

    • Author(s)
      平田 祐介, 中島 謙心, 野口 拓也, 松沢 厚
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      小島 秀介, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
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      第92回日本生化学会大会
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  • [Presentation] RING型ユビキチンリガーゼRoquin-2による酸化ストレス応答制御機構の解析2019

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      中田 悠靖, 平田 祐介, 工藤 勇気, 野口 拓也, 松沢 厚
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      第92回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 新規分子基盤に基づくトランス脂肪酸の毒性リスク評価2019

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      灘 雄貴,平田 祐介,高橋 未来,野口 拓也,松沢 厚
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  • [Presentation] Roquin-2の TAK1ユビキチン化分解による酸化ストレス応答制御機構2019

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      中田 悠靖, 平田 祐介, 工藤 勇気, 野口 拓也, 松沢 厚
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  • [Presentation] 新規ASK1活性化促進因子TRIM48の発現制御機構の解明2019

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      中島 謙心, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
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      第58回日本薬学会東北支部大会
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  • [Presentation] トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進作用機構2019

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      平田 祐介, 高橋 未来, 井上 綾, 野口 拓也, 松沢 厚
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      高橋 未来, 平田 祐介, 工藤 勇気, 野口 拓也, 松沢 厚
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      高橋 未来, 平田 祐介, 鈴木 沙季, 松井 稜祐, 野口 拓也, 松沢 厚
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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