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Clarification of dermatan sulfate elongation mechanism that promotes onset and progress of atherosclerosis by cadmium

Research Project

Project/Area Number 19K19418
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

HARA Takato  東邦大学, 薬学部, 講師 (90805681)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsカドミウム / 血管内皮細胞 / デルマタン硫酸糖鎖 / プロテオグリカン / 動脈硬化 / CHSY1 / デルマタン硫酸
Outline of Research at the Start

カドミウムは我々が日常生活で非意図的に曝露する重金属であり,動脈硬化症の危険因子である。動脈硬化の進展過程では,血管内皮細胞下層においてLDLコレステロールの蓄積と酸化が生じるが,血管壁に過剰に蓄積したデルマタン硫酸糖鎖はこれらの変化を促進する。これまでに,内皮細胞から分泌されるデルマタン硫酸糖鎖がカドミウムにより増加することが報告されており,この現象がデルマタン硫酸糖鎖の伸長に基づくことを示唆する結果を得ている。本研究では,内皮細胞におけるデルマタン硫酸糖鎖伸長酵素に着目し,その発現と活性にカドミウムが及ぼす影響を解析する。

Outline of Final Research Achievements

The present study revealed that cadmium elongates the dermatan sulfate chain synthesized by vascular endothelial cells. Additionally, it was also revealed that CHSY1, dermatan sulfate synthase, is upregulated via PKCαand exacerbates cadmium cytotoxicity. These results suggests that dermatan sulfate sugar chains in blood vessels modulate cadmium toxicity and promote the development of atherosclerosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

カドミウムは我々が日常生活で非意図的に曝露する重金属であり,動脈硬化症の危険因子である。動脈硬化の進展過程では,血管内皮細胞下層においてLDLコレステロールの蓄積と酸化が生じるが,血管壁に過剰に蓄積したデルマタン硫酸糖鎖はこれらの変化を促進する。本研究では,カドミウムが内皮細胞におけるデルマタン硫酸糖鎖伸長酵素の発現を増加させることを明らかにした。重金属の毒性学研究を通じて,動脈硬化進展の病理組織学的知見に対する分子基盤を理解する上で重要な知見を示し,人々の健康の維持増進に貢献する結果となったものと考える。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Syndecan-1 downregulates syndecan-4 expression by suppressing the ERK1/2 and p38 MAPK signaling pathways in cultured vascular endothelial cells2021

    • Author(s)
      Hara, T., Sato, A., Yamamoto, C., Kaji, T.
    • Journal Title

      BB Reports

      Volume: 26 Pages: 101001-101001

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2021.101001

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fibroblast Growth Factor-2 Upregulates Reactive Sulfur Species Production <i>via</i> ERK1/2 Signal-Mediated Cystathionine γ-Lyase Induction in Cultured Bovine Aortic Endothelial Cells2021

    • Author(s)
      Takahashi, M., Kubota, T., Fujie, T., Shinkai, Y., Kumagai, Y., Nakano, T., Hara, T., Yamamoto, C.* and Kaji, T.*
    • Journal Title

      BPB Reports

      Volume: 4 Issue: 6 Pages: 175-181

    • DOI

      10.1248/bpbreports.4.6_175

    • NAID

      130008115933

    • ISSN
      2434-432X
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell density-dependent fibroblast growth factor-2 signaling regulates syndecan-4 expression in cultured vascular endothelial cells2020

    • Author(s)
      Takato Hara, Shiori Yabushita, Chika Yamamoto and Toshiyuki Kaji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Issue: 10 Pages: 3698-3698

    • DOI

      10.3390/ijms21103698

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell density-dependent modulation of perlecan synthesis by dichloro(2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline)zinc(II) in vascular endothelial cells2020

    • Author(s)
      Takato Hara, Sayaka Sakamaki, Atsuya Ikeda, Takehiro Nakamura, Chika Yamamoto, Toshiyuki Kaji
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 45 Issue: 2 Pages: 109-115

    • DOI

      10.2131/jts.45.109

    • NAID

      130007798450

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CHSY1によるカドミウムの内皮細胞毒性の修飾2021

    • Author(s)
      原崇人, 鬼澤秀太, 鍜冶利幸, 山本千夏
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 血管内皮細胞のビグリカン発現にCREBが及ぼす影響2021

    • Author(s)
      畑純菜, 石井美穂, 原崇人, 藤江智也, 鍜冶利幸, 山本千夏
    • Organizer
      フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] CHSY1の発現誘導を介したカドミウムによる内皮細胞毒性の増強とビグリカン合成の変化2020

    • Author(s)
      原崇人,松浦将吾,相川恵太,鬼澤秀太,吉田真衣,鍜冶利幸,山本千夏
    • Organizer
      第47回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] カドミウムは血管内皮細胞が合成するビグリカンのデルマタン硫酸糖鎖を伸長する2019

    • Author(s)
      原 崇人, 山本 千夏, 鍜冶 利幸
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Cadmium elongates the dermatan sulfate chains of biglycan in vascular endothelial cells2019

    • Author(s)
      Hara, T., Matsuura, S., Aikawa, K., Yoshida, M., Yamamoto, C., Kaji, T.
    • Organizer
      Proteoglycan2019: 11th International Conference on Proteoglycans
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cadmium elongates the dermatan sulfate chains of biglycan in vascular endothelial cells2019

    • Author(s)
      Hara, T., Matsuura, S., Aikawa, K., Yoshida, M., Yamamoto, C., Kaji, T.
    • Organizer
      Proteoglycans Future Leaders Symposium 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カドミウムによる内皮細胞プロテオグリカン合成の攪乱-動脈硬化のシグナルトキシコロジー2019

    • Author(s)
      原 崇人, 山本 千夏, 鍜冶 利幸
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 東邦大学衛生化学教室

    • URL

      https://www.c-yamamoto.phar.toho-u.ac.jp/

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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