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Analysis of the mechanisms for pathogenesis of the disease caused by age-dependent dysfunction of zinc homeostasis, focusing on the expression regulation of zinc transporters and zinc status.

Research Project

Project/Area Number 21K15262
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionKyoto University (2022-2023)
Kyoto Pharmaceutical University (2021)

Principal Investigator

Nishito Yukina  京都大学, 生命科学研究科, 特定助教 (20867709)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords亜鉛 / 輸送体 / 加齢 / ホメオスタシス / 発現制御 / 加齢性疾患 / 亜鉛輸送体 / 金属動態 / シャペロン / 老化
Outline of Research at the Start

亜鉛は生体に不可欠な必須微量金属元素であり、その欠乏は様々な疾患を引き起こす。特に、高齢者では血清亜鉛値が低下傾向にあり、これに伴い、認知機能の低下、大腸炎、肝疾患など全身性の症状が誘発される。一方で、加齢に伴う低亜鉛血症および関連疾患の発症に関与する分子や機序は不明あり、この問題に対して適切な対策はなされていない。本研究では、亜鉛の吸収や排出に過程に関与する亜鉛輸送体の発現と体内亜鉛動態の相関性に焦点を当て、加齢による亜鉛吸収・動態の破綻機構を解明することを目的とする。更に、この機序を標的とした亜鉛錯体を同定し、加齢に伴う低亜鉛血症および亜鉛欠乏に付随する加齢性疾患の予防・改善法を確立する。

Outline of Final Research Achievements

Zinc is an essential trace element for various physiological function. The serum concentration of zinc gradually decreases with age, which cause cognition-related diseases and tissues inflammation. However, the molecular mechanisms underlying this is not fully understood. In this study, we examined how age-dependent dysfunction of zinc homeostasis cause several diseases, focusing on the
relationship between the expression regulation of zinc transporters and zinc status. We found that the increase expression of zinc importer ZIP4 increased cellar zinc content and the expression of zinc exporter ZNT1 in the culture cell analysis. We cannot detect the differences between these expression changes of zinc transporters and zinc status in the analysis using aged-mouse models, however, we found that the metal homeostasis was disturbed in aged-mouse, which may provide new insights into the mechanism of the pathogenesis of diseases caused by aged-dependent zinc deficiency.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血清亜鉛値の実態調査報告によると、日本人の約3割が亜鉛欠乏状況にあることが算出されており、更に、高齢者では約8割が低亜鉛血症を引き起こしていることが報告されている。したがって、高齢化社会を迎えた日本において、亜鉛欠乏は更に深刻な問題となることが予想される。本申請課題では、加齢に伴う低亜鉛血症並びに関連疾患の発症機序を明らかとすると共に、この制御機構を標的とした亜鉛吸収効率促進因子の同定を目指している。加齢に伴う低亜鉛血症および関連疾患の予防・改善法の確立を目指す本研究は、高齢者の健康を維持することに貢献し、社会・国民へ還元できる重要課題である。

Report

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

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Pigmentation and TYRP1 expression are mediated by zinc through the early secretory pathway-resident ZNT proteins2023

    • Author(s)
      Wagatsuma Takumi、Suzuki Eisuke、Shiotsu Miku、Sogo Akiko、Nishito Yukina、Ando Hideya、Hashimoto Hisashi、Petris Michael J.、Kinoshita Masato、Kambe Taiho
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 403-403

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04640-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simple in vitro method to evaluate ZIP zinc transport ability through zinc transporter 1 and metallothionein expression measurements2023

    • Author(s)
      Yukina Nishito, Ayako Hashimoto, Taiho Kambe
    • Journal Title

      Methods in Enzymology

      Volume: 687 Pages: 207-239

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2023.04.017

    • ISBN
      9780323957762
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An efficient selenium transport pathway of selenoprotein P?utilizing a high-affinity ApoER2 receptor variant and being independent of selenocysteine lyase2023

    • Author(s)
      Mizuno Ayako、Toyama Takashi、Ichikawa Atsuya、Sakai Naoko、Yoshioka Yuya、Nishito Yukina、Toga Renya、Amesaka Hiroshi、Kaneko Takayuki、Arisawa Kotoko、Tsutsumi Ryouhei、Mita Yuichiro、Tanaka Shun-ichi、Noguchi Noriko、Saito Yoshiro
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 299 Issue: 8 Pages: 105009-105009

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.105009

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sophisticated expression responses of ZNT1 and MT in response to changes in the expression of ZIPs2022

    • Author(s)
      Shino Nagamatsu, Yukina Nishito, Hana Yuasa, Nao Yamamoto, Taiki Komori, Takuya Suzuki, Hiroyuki Yasui, Taiho Kambe
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 7334-7334

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10925-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞内におけるマンガンと亜鉛代謝の相関性に関する解析2024

    • Author(s)
      西藤有希奈, 安井裕之, 神戸大朋
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 亜鉛輸送体の発現制御を基軸とした亜鉛代謝維持機構の理解2023

    • Author(s)
      西藤有希奈
    • Organizer
      第35回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 「Sophisticate responses of ZNT1 and MT to alteration of ZIP protein expression」2022

    • Author(s)
      ○Yukina Nishito, Shino Nagamatsu, Hiroyuki Yasui, Taiho Kambe
    • Organizer
      CTEM conference 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「亜鉛輸送体の発現制御を介した細胞内亜鉛代謝制御機構についての解析」2022

    • Author(s)
      ○西藤有希奈、神戸大朋
    • Organizer
      第16回トランスポーター研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 「マンガンによる細胞内亜鉛代謝の撹乱」2022

    • Author(s)
      〇西藤有希奈、山本奈央、上村柔毅、神戸大朋
    • Organizer
      第33回 日本微量元素学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 「Manganese disturbs the cellular zinc homeostasis」2022

    • Author(s)
      〇Yukina Nishito, Yoshiki Kamimura, Nao Yamamoto, Hitomi Fujishiro, Hiroyuki Yaui, Taiho Kambe
    • Organizer
      The 10th asian biological inorganic chemistry conference (asbic10),
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「亜鉛濃度変化に伴う亜鉛トランスポーターZNT1 の発現調節機構」2022

    • Author(s)
      〇後藤那月、西藤有希奈、神戸大朋
    • Organizer
      第24回 日本亜鉛栄養治療研究会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 「亜鉛ホメオスタシスとマンガンホメオスタシスのクロストーク」2022

    • Author(s)
      上村柔毅、西藤有希奈、神戸大朋
    • Organizer
      第24回 日本亜鉛栄養治療研究会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 「老化に伴う金属代謝異常に起因する神経変性疾患の病態発症・進行の分子メカニズムの解明」2021

    • Author(s)
      上宇宿帆香、西藤有希奈、嶋田佳子、安井 裕之
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 潰瘍性大腸炎の年齢に依存した発症頻度と亜鉛動態との連関性評価2021

    • Author(s)
      葛原寛子、嶋田佳子、西藤有希奈、安井裕之
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ZIP輸送体が輸送した金属の差異により細胞亜鉛代謝が撹乱する2021

    • Author(s)
      西藤有希奈、長松詩野、神戸大朋
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会 ワークショップ10
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] マンガンに依存したZIP8の細胞表面発現増加は多面発現SNP(rs13107325)により阻害される2021

    • Author(s)
      長松 詩野、西藤 有希奈、神戸 大朋
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] 第6節 「マンガン代謝維持機構における輸送体の役割―マンガン輸送体の輸送金属識別機構」―生命金属ダイナミクス―生体内における金属の挙動と制御―2021

    • Author(s)
      西藤 有希奈, 神戸 大朋
    • Publisher
      株式会社 エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

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

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