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Analysis of execute factor of novel lipid per oxidation dependent cell death (lipoxytosis) in cells and mice

Publicly Offered Research

Project AreaHomeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
Project/Area Number 17H05513
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

今井 浩孝  北里大学, 薬学部, 教授 (50255361)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsリポキシトーシス / フェロトーシス / ゲノム編集 / ノックアウトマウス / 鉄 / COPD / 相互作用蛋白質 / 機能解析
Outline of Annual Research Achievements

GPx4は生体膜に生じた酸化リン脂質であるリン脂質ヒドロペルオキシドをグルタチオン依存的に還元する酵素である。GPx4は抗がん剤であるエラスチンやRSL3によるがん細胞における鉄依存性の脂質酸化依存的細胞死フェロトーシスの制御因子として注目されているが、我々は様々な正常組織におけるGPx4欠損マウスを作成し、GPx4の発現が低下した細胞死にはフェロトーシス以外に、鉄非依存性の細胞死経路も存在することを見出し、リポキシトーシスと名付け、その実行因子の同定と細胞レベル、個体レベルでの機能解析を進めている。またGPx4欠損や酵素活性の低下による個体レベルでの疾患についても解析した。今回、網羅的shRNAライブラリーによるスクリーニングによりリポキシトーシスの実行因子として、Lipo1-5を同定したが、本年度はLipo-1, Lipo-2及びLipo-3のノックアウトマウスをゲノム編集等により作成し、さらに心臓特異的GPx4欠損マウスにおける17.5日での心筋細胞死を個体レベルでも抑制できるのかについて、それぞれのダブルノックアウトマウスを作成して検討した。その結果、まずLipo-1~3KOマウスは正常に生育できた。次に心臓特異的GPx4欠損マウスとのダブルノックアウトマウスでは、いずれも17.5日での胎児致死を抑制し、本来生まれてこない心臓特異的GPx4欠損マウスの胎児がLipo-1ダブルでは生存して生まれ、Lipo-2ダブル、Lipo-3ダブルでは死産ではあったが生まれた。このことは少なくとも個体レベルでも17.5日でのリポキシトーシスによる心筋細胞死を抑制できたことを示すことができた。また重度のCOPD患者の肺の上皮細胞ではGPx4の発現が低下し鉄の沈着を介したフェロトーシスが起きること、GPx4のトランスジェニックマウスではCOPDを抑制できることも見出した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Involvement of cigarette smoke-induced epithelial cell ferroptosis in COPD pathogenesis2019

    • Author(s)
      Masahiko Yoshida, Shunsuke Minagawa, Jun Araya, Taro Sakamoto, Hiromichi Hara, Kazuya Tubouchi, Yusuke Hosaka, Akihiro Ichikawa, Nayuta Saito, Tsukasa Kadota, Nahoko Sato, Yusuke Kurita, Kenji Kobayashi, Saburo Ito, Takanori Numata, Shohei Mori, Hisatoshi Asano, Takeo Iwamoto, Hirotaka Imai, Kazuyoshi Kuwano
    • Journal Title

      Nature communications

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] Hepatic ferroptosis plays an important role as the trigger for initiating inflammation in nonalcoholic steatohepatitis2019

    • Author(s)
      Shinya Tsurusaki, Youich Tsuchiya, Tomoko Koumura, Misaki Nakasone, Taro Sakamoto, Masaki Matsuoka, Hirotaka Imai, Cindy Yuet-Yin Kok, Hitoshi Okochi,Hiroyasu Nakano, Atsushi Miyajima, Minoru Tanaka
    • Journal Title

      Cell.Death.Disease

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] 脂質酸化依存的新規細胞死フェロトーシスとリポキシトーシス2019

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Journal Title

      基礎老化研究 Biomedical Gerontology

      Volume: 43 Pages: 21-29

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  • [Journal Article] 酸化リン脂質クオリティ制御の破綻による疾患と抗がん剤治療2018

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 36 Pages: 1701-1711

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  • [Journal Article] 生体膜リン脂質のレドックス制御によるフェロトーシス制御2018

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      今井浩孝
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      実験医学

      Volume: 36 Pages: 94-102

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      日本薬学会第139年会
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      今井浩孝
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      Hirotaka Imai, Kahori Oka, Masaki Matsuoka
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      Australia-Japan Meeting on Cell Death
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      第60回日本脂質生化学会
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      今井浩孝、岡佳保里、坂本太郎、松岡正城
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      第4回日本セレン研究会
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  • [Presentation] GPx4欠損による脂質酸化依存的新規細胞死におけるLipo-3の機能解析2018

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      岡佳保里、水澤佳月、福田理恵、長久萌、松岡正城、今井浩孝
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      第27回 日本Cell death 学会
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  • [Presentation] Lipid peroxideation dependent cell death by GPx4 depletion involves different cell death pathway from ferroptosis2018

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      Hirotaka Imai, Kahori Oka, Tomoko Koumura, Takeshi Kumagai, Taro Sakamoto and Masaki Matsuoka
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      The 7th International Selenium Conference Se2018 Selenium in Biology, Chemistry and Medicine
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      Kahori Oka, Rie Fukuda, Moe Nagahisa, Masaki Matsuoka and Hirotaka Imai
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  • [Presentation] Involvement of GPx4-mediated ferroptosis in COPD pathogensis2018

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      Masahiro Yoshida, Shunsuke Minagawa, Taro Sakamoto, Jun Araya, Hirotaka Imai and Kazuyoshi Kuwano
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      The 7th International Selenium Conference Se2018 Selenium in Biology, Chemistry and Medicine
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  • [Presentation] GPx4欠損新規細胞死制御因子から見たフェロトーシスとの違い2018

    • Author(s)
      今井浩孝
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      第15回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] GPx4欠損脂質酸化依存的新規細胞死とフェロトーシスの違い2018

    • Author(s)
      今井浩孝
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      日本薬学会第138年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] GPx4により制御される脂質酸化依存的新規細胞死とフェロトーシス2017

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Organizer
      第44回日本毒性学会学術年会
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  • [Presentation] GPx4により制御される脂質酸化依存的新規細胞死メカニズムと疾患2017

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Organizer
      第171回東京脂質談話会
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] GPx4とビタミンEにより制御される新規細胞死と疾患に関する研究2017

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Organizer
      衛生薬学・環境トキシコロジー フォーラム2017
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] 脂質酸化依存的心臓突然死の発症機序解明と米糠トコトリエノールによる予防効果2017

    • Author(s)
      今井浩孝
    • Organizer
      公益財団法人飯島藤十郎記念食品科学振興財団 第29回学術講演会
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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] GPx4欠損による脂質酸化依存的新規細胞死(リポキシトーシス)とフェロトーシスの分子メカニズム2017

    • Author(s)
      今井浩孝
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      生命科学系学会合同年次大会 第40回日本分子生物学会年会 第90回日本生化学会大会(ComBio2017)
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  • [Presentation] Lipid peroxidation dependent cell death by GPx4 depletion involves different pathway from ferroptosis2017

    • Author(s)
      Hirotaka Imai
    • Organizer
      8th Joint Meeting of Society for Free Radical Research Australasia and Japan with Internatinal Symposium on Coenzyme Q10
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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