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Cytochrome P450-mediated liver toxicity possibly via increasing sensitivity toward glycation products

Research Project

Project/Area Number 22K15330
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionSojo University

Principal Investigator

Miyauchi Yuu  崇城大学, 薬学部, 講師 (50799947)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 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: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsシトクロムP450 / 活性酸素種 / 糖化産物 / 肝障害 / 肝臓 / 酵素誘導 / 肝疾患 / エピソーマルベクター / エレクトロポレーション / 終末糖化産物
Outline of Research at the Start

肝臓に局在する薬物代謝酵素、シトクロムP450(CYP)は生活習慣や生活環境によりその発現量が大きく上昇する。CYP誘導物質への慢性的な曝露は肝硬変や肝臓がんといった重篤な肝障害を引き起こすが、その詳細な機序は明らかになっていない。本研究では、「CYPが活性酸素種の産生を介して肝細胞の終末糖化産物に対する感受性を上昇させる」という新規仮説を検証することでその機構解明を目指す。本研究成果は多様な化合物に由来する肝障害のリスクを大きく軽減し、健康促進に貢献する。

Outline of Final Research Achievements

Cytochrome P450 (CYP) is a key enzyme involved in drug/xenobiotic metabolism but is also predicted to trigger liver toxicity although its detailed mechanism remains unclear. In this study, I hypothesized that CYP increases sensitivity against glycation products, which results in hepatic toxicity. As a model of CYP-induced cells, I generated CYP3A4-introduced stable cells based on COS-1 cells. Sensitivity against glycation products will tested with this stable expression system in future studies. Further, I studied the toxicity of one of the glycation products, dihydropyrazine (DHP-3) by comparing it with other major glycation products, carboxymethyl-lysine and acrylamide. It was revealed that DHP-3 produced more reactive oxygen species than the other glycation products, which resulted in marked cytotoxicity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

特定の医薬品や環境汚染物質に曝露することで、肝臓におけるCYPの量は著しく増加する。CYPによる肝障害惹起のメカニズムとしては、副反応の産物である活性酸素種が着目されがちだが、アスコルビン酸のような抗酸化物質の併用だけでは肝障害を十分に予防することができないため、別の因子の寄与が予想される。本研究で着目した糖化産物は、食事により日常的に体内に取り込まれており、糖化産物に対する感受性の上昇はCYPによる肝障害惹起における新たなファクターとして期待される。

Report

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

    (18 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Flinders University(オーストラリア)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Oxidative stress and cellular toxicity induced by dihydropyrazine: a comparative study with other Maillard reaction products2023

    • Author(s)
      Miyauchi Yuu、Koba Haruna、Sawai Madoka、Kansui Hisao、Takechi Shinji
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 48 Issue: 5 Pages: 263-272

    • DOI

      10.2131/jts.48.263

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Protein-Protein Interactions as Underlying Regulatory Mechanisms of Drug-metabolizing Enzyme Function2022

    • Author(s)
      Miyauchi Yuu
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 142 Issue: 11 Pages: 1169-1175

    • DOI

      10.1248/yakushi.22-00124

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2022-11-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ジヒドロピラジンによる酸化ストレスの惹起と細胞障害:主要メイラード反応産物との比較2023

    • Author(s)
      宮内 優,澤井円香,寒水壽朗,武知進士
    • Organizer
      第50回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] UDP-グルクロン酸転移酵素のオリゴマー検出とその形成部位の予測2023

    • Author(s)
      宮内 優,澤井円香,武知進士,Makenzie Peter,石井 祐次
    • Organizer
      フォーラム2023衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of the function of UDP-glucuronosyltransferase focusing on its enzymatic features: C-terminal cytoplasmic peptide and oligomer formation2023

    • Author(s)
      Miyauchi Y.
    • Organizer
      2023 International Joint Meeting of the 23rd ICCP450 and the 38th JSSX
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Detection of UDP-glucuronosyltransferase in several oligomeric forms by immunoblotting and prediction of oligomer-forming sites with deletion mutants2023

    • Author(s)
      Miyauchi Y., Sawai M., Takechi S., Mackenzie P.I., and Ishii Y.
    • Organizer
      2023 International Joint Meeting of the 23rd ICCP450 and the 38th JSSX
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UDP-グルクロン酸転移酵素のオリゴマー解析2023

    • Author(s)
      宮内 優
    • Organizer
      内外環境応答・代謝酵素研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖化産物ジヒドロピラジンと他のメイラード反応産物の細胞毒性の比較2023

    • Author(s)
      磯田昌秀,宮内 優,澤井円香,寒水壽朗,武知進士
    • Organizer
      第40回日本薬学会九州山口支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内におけるUDP-グルクロン酸転移酵素の高次オリゴマーとしての検出2023

    • Author(s)
      宮内 優,澤井円香,寒水壽朗,武知進士,Mackenzie Peter,石井祐次
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ジヒドロピラジンによる細胞障害機構の解明:糖化産物間における酸化ストレス誘導性の比較2023

    • Author(s)
      宮内 優, 澤井円香, 寒水壽朗, 武知進士
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] シトクロムP450とUDP-グルクロン酸転移酵素のタンパク質間相互作用と機能変動: ドキシサイクリン誘導発現系の構築2022

    • Author(s)
      宮内 優, 石井祐次, 武知進士
    • Organizer
      第49回日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 糖化産物ジヒドロピラジンによる細胞障害の機構解明:抗酸化物質を用いた毒性軽減作用の検討2022

    • Author(s)
      宮内 優, 澤井円香, 寒水壽朗, 武知進士
    • Organizer
      フォーラム2022衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Functional interactions between different drug-metabolizing enzymes: a novel approach for variance in CYP3A4 activity2022

    • Author(s)
      Miyauchi Y.
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Application of antioxidants in dihydropyrazine-induced oxidative stress2022

    • Author(s)
      Miyauchi Y., Sawai M., Kansui H., and Takechi S.
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] UDP-グルクロン酸抱合酵素との相互作用によるシトクロムP450機能の抑制2022

    • Author(s)
      宮内 優
    • Organizer
      内外環境応答・代謝酵素研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 崇城大学教員データベース

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp/TOP

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 崇城大学教員データベース

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp/

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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