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Elucidation of molecular mechanisms for PKC-dependent ferroptosis induced by unsaturated carbonyl compounds

Research Project

Project/Area Number 21K12253
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63030:Chemical substance influence on environment-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Higashi Tsunehito  北海道大学, 医学研究院, 助教 (90453018)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 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 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords不飽和カルボニル化合物 / フェロトーシス / プロテインキナーゼC / 細胞死
Outline of Research at the Start

アクロレインやメチルビニルケトンなどの不飽和カルボニル化合物は、煙や自動車の排気ガス等に含まれることが知られている環境毒性物質である。ところが、その毒性メカニズムについては、よく分かっていなかった。不飽和カルボニル化合物は、肺や心血管系に作用してフェロトーシスという種類の細胞死を引き起こし、慢性閉塞性肺疾患や動脈硬化症の原因となる可能性が指摘されている。本研究では、不飽和カルボニル化合物による細胞死のメカニズムを明らかにすることで、これらの疾病の予防法や治療法の開発に貢献することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

There are a lot of types of chemical compounds in our environments. Among these, cytotoxic compounds exist. Unsaturated carbonyl compounds are one of the cytotoxic chemical compounds, and are produced by combustion of organic compounds such as lipids. Although the unsaturated carbonyl compounds are highly toxic, the molecular mechanism for cytotoxicity has been unclear. In this study, we have revealed that the unsaturated carbonyl compounds induce ferroptosis in immune cells and lung cells. We have also found that protein kinase C plays an important role in ferroptosis induction in these cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

免疫系細胞や呼吸器系細胞の細胞死は、感染症や慢性閉塞性肺疾患など様々な疾病の原因であると考えられる。本研究の遂行によって有機化合物の燃焼で生じる不飽和カルボニル化合物が免疫系・呼吸器系細胞に対して引き起こす細胞死のメカニズムの一端が明らかになった。本研究成果は、これらの疾病の予防法や治療法の開発の一助となるものと期待される。またフェロトーシスの誘導に関与する因子の特定に成功したことで、フェロトーシス誘導の分子メカニズムの解明につながるものと考えられる。

Report

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

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Protein kinase Cβ is involved in cigarette smoke gas phase-induced ferroptosis in J774 macrophages2023

    • Author(s)
      Higashi Tsunehito、Handa Haruka、Mai Yosuke、Maenaka Katsumi、Tadokoro Takashi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 153 Issue: 1 Pages: 22-25

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2023.06.001

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 不飽和カルボニル化合物は肺小細胞がんSBC-3細胞に対してPKC依存的にフェロトーシスを誘導する2023

    • Author(s)
      東恒仁、半田悠、眞井洋輔、前仲勝実、田所高志
    • Organizer
      第74回薬理学会北部会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] タバコ煙ガス相はJ774マクロファージにおいてPKCbetaを介してフェロトーシスを誘導する2023

    • Author(s)
      東恒仁、半田悠、眞井洋輔、前仲勝実、田所高志
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] In vitroアッセイによる環境毒性因子の呼吸器系への影響の解明2022

    • Author(s)
      東恒仁、眞井洋輔、真崎雄一
    • Organizer
      日本動物細胞工学会2022年度大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] タバコ煙ガス相は気管上皮細胞に対してPKC依存的にフェロトーシスを誘導する2022

    • Author(s)
      東恒仁、眞井洋輔、真崎雄一
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 気管上皮細胞に対するタバコ煙の作用の分子的解明2022

    • Author(s)
      東恒仁、眞井洋輔、真崎雄一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 不飽和カルボニル化合物の毒性メカニズムと生理作用の解明2021

    • Author(s)
      東恒仁、真崎雄一
    • Organizer
      環境ホルモン学会第23回研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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