メタボローム解析を用いた細胞老化を伴う毒性機序の解析と新規細胞老化マーカーの探索

Research Project

Project/Area Number	22K10605
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	船越丈司東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上村公一東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30244586)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	メタボロミクス / 細胞毒性 / 細胞老化
Outline of Research at the Start	本研究では、1.薬剤性細胞老化における代謝変動をターゲット、ノンターゲットメタボローム解析法を用いて測定する。2.細胞老化を誘導する薬物間の代謝変動の違いを検討する。3.細胞老化～細胞障害機構に特異的な代謝変動を特定することで、新規細胞老化機構のマーカーを明らかにする。以上を行い最終的には4.メタボロミクスによる薬毒物に誘導された新規細胞老化～細胞障害機構の解析法を構築する。
Outline of Annual Research Achievements	今年度の研究成果に関しては、急性腎障害を引き起こすことがしられている植物アルカロイドであるアリストロキア酸による腎近位尿細管細胞障害におけるDNA障害の関与について検討を行った。昨年の結果からは、プロスタグランジンE2の産生による脂質メディエーターを介した炎症反応がアリストロキア腎症において重要であることを明らかにしていたが、平行して確認されたDNA障害との関連は不詳であった。そこでより詳細なDNA障害の関与を検討するため、アリストロキア酸短時間曝露でのDNA障害を確認したところ、DNA障害は極めて短時間で起こっており、プロスタグランジンの生成よりも早期に誘導されていることが確認された（2023年日本分子生物学会にて発表）。この結果は、これまで考えられていたアリストロキア酸による中長期的に発生する腎障害のみならず、急性腎障害においてもDNA障害の関与が示唆された。今後DNA障害と細胞老化機序との関連をメタボローム解析によって、より詳細に検討する必要があると思われる。また新規細胞老化モデルとして、てんかん薬であるオクスカルバゼピンによる近位尿細管細胞への細胞老化機序の解析も現在進行しており、オクスカルバゼピンが近位尿細管細胞に細胞老化を誘導することを明らかにした。そのため現在、以前明らかにしていたオクスカルバゼピンによるM期細胞停止（Mitotic Catastroph）を伴ったアポトーシスおよび異常紡錘体形成と細胞老化との関連をより詳細に検討するため、メタボローム解析結果からの解析を進めているところである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本年度の結果は、アリストロキア酸に関しては、学会に発表し（小松美結, 船越丈司, 上村公一. アリストロキア酸による近位尿細管急性毒性と DNA 損傷の検討. 第 46 回日本分子生物学会年会）、次の細胞老化モデルとしては、てんかん薬であるカルバマゼピンによる細胞障害の検討に着手しており、その点においては当初の計画と大きな乖離無く進んでいると思われる。一方で、当初計画していたLC-MS/MSによるメタボローム解析の系の構築が遅れており、現状はGC-MS/MSによるメタボロームを中心に進められているため、やや遅れていると思われる。
Strategy for Future Research Activity	今後は、アリストロキア酸やてんかん薬であるオクスカルバゼピンによる細胞老化機構の解析を進めると同時に、細胞老化を誘導する他の薬剤のメタボローム解析を進め、それら結果の比較から細胞老化マーカーの特定を引き続きすすめる予定である。