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Physiological roles of serotonin as a biological reductant

Research Project

Project/Area Number 20K06989
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionInternational University of Health and Welfare

Principal Investigator

Miura Takashi  国際医療福祉大学, 薬学部, 教授 (30222318)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords金属タンパク質 / 銅 / 酸化還元 / 酸化ストレス / 神経変性疾患 / ドパミン / セロトニン / コレシストキニン / 酸化還元反応 / 銅輸送 / 金属イオン恒常性 / 銅輸送タンパク質
Outline of Research at the Start

セロトニンが酸化反応を受け易い物質であることは広く知られており、これまでに、酸化生成物の細胞障害性など、負の側面に注目した研究は多数行われてきた。しかし、酸化ストレスに対して脆弱な脳にとって危険な物質が敢えて選ばれたのには理由があり、危険を冒してまでも遂行しなければならない未知の生理的役割をセロトニンが持つ可能性もある。本研究では、新しい発想に基づき、銅還元物質としてのセロトニンの役割を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Serotonin and dopamine, which are monoamine neurotransmitters, have the risk of producing reactive oxygen species through redox reactions with copper. In this study, we found that the brain peptides endomorphin (EM1) and cholecystokinin (CCK8) may be involved in the regulation of redox between monoamine neurotransmitters and copper. These peptides have affinity for both copper ions, Cu(II) and Cu(I). Due to this unusual property for low-molecular-weight peptides, EM1 and CCK8 are thought to play a role in protecting the brain from oxidative stress by suppressing unnecessary redox between monoamine neurotransmitters and copper.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー病などの神経変性疾患における細胞死に酸化ストレスが関与することは多くの研究者により指摘されているが、そもそも正常な状態で脳が酸化ストレスからどのようにして守られているか、防御機構の詳細は不明であった。本研究は、オピオイドや神経伝達物質として脳内に広く分布するペプチドが銅結合能を持ち、酸化ストレスの発生源となり得る銅とモノアミン神経伝達物質の酸化還元の制御に寄与し得ることを初めて示した。
得られた成果は、銅の恒常性、脳内酸化ストレス防御系、さらには酸化ストレスに起因する多くの疾患の発症メカニズムを解明する上での重要な基礎となる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Micelle-associated endomorphin-1 has ability to bind copper in the oxidation state either Cu(II) or Cu(I)2022

    • Author(s)
      Kuwana Yusuke、Ashizawa Yuya、Ajima Miki、Nomura Takuya、Kakeno Mayu、Hirai Shunya、Miura Takashi
    • Journal Title

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      Volume: 727 Pages: 109305-109305

    • DOI

      10.1016/j.abb.2022.109305

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コレシストキニンCCK8に新たに見出された銅結合配列の生理的役割2024

    • Author(s)
      中山 ユミ、河内 良太、工藤 ななみ、野原 萌絵、熊田 知明、三浦 隆史
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] モノアミン神経伝達物質と銅の酸化還元反応を促進する生体物質2024

    • Author(s)
      栗原 卓巳、濵田 愛衣、三友 のぞみ、黒田 沙紀、三浦 隆史
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅還元物質としてのセロトニンとドパミン2023

    • Author(s)
      三浦隆史、齋藤楓、大倉志織、佐々木裕望
    • Organizer
      金属の関与する生体反応シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] セロトニンの銅還元作用に対するアミロイドβペプチドの影響2023

    • Author(s)
      栗原 卓巳、青柳 理沙、英 咲希、三浦 隆史
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 2価と1価両銅イオンに結合するペプチドの抗酸化作用メカニズム2022

    • Author(s)
      濵田 愛衣、川上 礼愛、安嶋 美紀、三浦 隆史
    • Organizer
      日本薬学会第142年会(名古屋)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] エンドモルフィンによる銅のレドックス制御メカニズム2021

    • Author(s)
      安嶋 美紀、芦澤 祐哉、野村 拓也、桑名 佑輔、掛布 眞由、平井 駿也、三浦 隆史
    • Organizer
      日本薬学会第141回年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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