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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanism for toxic effect of methylmercury

Research Project

Project/Area Number 15H05714
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

永沼 章  東北大学, 薬学研究科, 名誉教授 (80155952)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黄 基旭  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (00344680)
外山 喬士  東北大学, 薬学研究科, 助教 (50720918)
Project Period (FY) 2015-05-29 – 2020-03-31
Keywordsメチル水銀 / 毒性 / 転写調節 / シグナル伝達 / オートクライン
Outline of Annual Research Achievements

我々は、メチル水銀が転写に関わる因子であるtmRT1とRelBを活性化し、両者の結合を顕著に増加させることによって細胞障害性サイトカインであるTNFαの発現を脳選択的に誘導することなどをHEK293細胞およびマウスを用いて明らかにしてきた。マウスに投与したメチル水銀は脳のミクログリアにおいてTNFαの発現を誘導する。マウス由来ミクログリアであるBV-2細胞を用いてRelBの発現を抑制したところ、メチル水銀によるTNFαの発現誘導がほとんど認められなくなった。MAPK シグナル伝達系がTNFα発現誘導に関与することが一般的に知られていることから、これら経路の関与をBV-2細胞を用いて網羅的に検討したところ、tmRT1およびRelBと共に、ASK1/p38経路がメチル水銀によるTNFαの発現誘導に関与することを見出した。また、メチル水銀が活性酸素種の産生を促進させることが報告されているが、メチル水銀によるASK1/p38の活性化およびTNFαの発現誘導が抗酸化剤処理によって抑制されることが判明した。一方、tmRT1が酸化ストレス誘導剤の毒性発現にも関わっていることも明らかにしてきたが、過酸化水素に応答して活性化するtmRT1プロモーター領域を検索したところ、tmRT1遺伝子プロモーター上流の-250から-500の領域が重要であることが判明し、本領域に結合してtmRT1の発現誘導に関わる転写因子としてSp1が見出された。Sp1の発現抑制によって過酸化水素による細胞毒性は減弱し、tmRT1の発現抑制による過酸化水素誘導細胞死の更なる抑制は認められなくなったことから、Sp1を介して発現誘導されたtmRT1が酸化ストレスによる細胞傷害に関与することが示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] The Nuclear Protein HOXB13 Enhances Methylmercury Toxicity by Inducing Oncostatin M and Promoting Its Binding to TNFR3 in Cultured Cells2019

    • Author(s)
      Toyama Takashi、Xu Sidi、Nakano Ryo、Hasegawa Takashi、Endo Naoki、Takahashi Tsutomu、Lee Jin-Yong、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Pages: 45

    • DOI

      10.3390/cells9010045

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Induction of chemokine CCL3 by NF-κB reduces methylmercury toxicity in C17.2 mouse neural stem cells2019

    • Author(s)
      Takahashi Tsutomu、Kim Min-Seok、Iwai-Shimada Miyuki、Hoshi Takayuki、Fujimura Masatake、Toyama Takashi、Fujiwara Yasuyuki、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • Journal Title

      Environmental Toxicology and Pharmacology

      Volume: 71 Pages: 103216

    • DOI

      10.1016/j.etap.2019.103216

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of M1-microglial activation by neurotoxic metals using optimized organotypic cerebral slice cultures2019

    • Author(s)
      Hoshi Takayuki、Toyama Takashi、Shinozaki Youichi、Koizumi Schuichi、Lee Jin-Yong、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 44 Pages: 471~479

    • DOI

      10.2131/jts.44.471

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Methylmercury causes neuronal cell death via M1-microglial activation in organotypic slices prepared from mouse cerebral cortex2019

    • Author(s)
      Hoshi Takayuki、Toyama Takashi、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • Journal Title

      Fundamental Toxicological Sciences

      Volume: 6 Pages: 167~170

    • DOI

      https://doi.org/10.2131/fts.6.167

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] メチル水銀によるタンパク質のS-水銀化に起因する生体影響2020

    • Author(s)
      外山 喬士
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Invited
  • [Presentation] メチル水銀によるASK1/p38経路を介したTNF-α発現誘導機構2020

    • Author(s)
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
  • [Presentation] メチル水銀によるマウス脳神経障害へのTNF受容体3の関与2020

    • Author(s)
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
  • [Presentation] Elucidation of the mechanism involved in the induction of chemokine CCL4 expression by methylmercury2020

    • Author(s)
      Kim M.S., Takahashi T., Toyama T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      59th Annual Meeting of the Society of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A mechanism underlying methylmercury-induced TNF-α expression in mouse brain2020

    • Author(s)
      Hoshi T., Toyama T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      59th Annual Meeting of the Society of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A mechanism underlying the enhancement of methylmercury toxicity through activation of transcription factor HOXB132020

    • Author(s)
      Toyama T., Xu S., Nakano R., Hasegawa T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      59th Annual Meeting of the Society of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Redox regulation of microglial activation by methylmercury2020

    • Author(s)
      Toyama T.
    • Organizer
      Gordon Research Conference Oxygen Radicals
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メチル水銀毒性へのTNF受容体シグナル伝達の関与2020

    • Author(s)
      黄 基旭
    • Organizer
      国水研セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Methylmercury causes neuronal cell death by impairing mitochondrial function via TNF receptor X2019

    • Author(s)
      Toyama T., Tsunoda Y., Hoshi T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      SfRBM 26th Annual Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Health risks associated with methylmercury exposure and molecular toxicological approaches for its study2019

    • Author(s)
      Hwang G.W.
    • Organizer
      Annual Meeting 2019 of the Korean Environmental Sciences Society
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オンコスタチンM/TNF受容体3シグナル経路を介したメチル水銀毒性発現機構2019

    • Author(s)
      黄 基旭
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2019
    • Invited
  • [Presentation] メチル水銀によるTNF受容体3を介した細胞死に関わる下流シグナル2019

    • Author(s)
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2019
  • [Presentation] メチル水銀毒性増強因子tmRT1を介したオンコスタチンMの発現誘導2019

    • Author(s)
      外山 喬士、黄 唯迄、許 思迪、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2019
  • [Presentation] メチル水銀によるtmRT1/RelB経路を介したTNF-αの発現誘導2019

    • Author(s)
      金子 千華、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2019
  • [Presentation] マウス神経幹細胞におけるメチル水銀によるTNF受容体3を介した細胞死誘導機構2019

    • Author(s)
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第58回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] メチル水銀によるマウス脳内でのオンコスタチンM産生細胞の同定とその発現誘導機構の解析2019

    • Author(s)
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第58回日本薬学会東北支部大会
  • [Presentation] Establishment of organotypic brain slice culture that can evaluate M1-microglial activation2019

    • Author(s)
      Hoshi T., Toyama T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      2019 Japan/Korea Joint Symposium on Pharmaceutical Health Science and Environmental Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of TNF receptor 3 in the neuronal damage caused by methylmercury in mouse brain and its expected mechanisms2019

    • Author(s)
      Tsunoda Y., Toyama T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      2019 Japan/Korea Joint Symposium on Pharmaceutical Health Science and Environmental Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メチル水銀によるTNF受容体3を介したミトコンドリア機能障害2019

    • Author(s)
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      フォーラム2019衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [Presentation] メチル水銀によるミクログリアにおけるオンコスタチンMの発現誘導機構2019

    • Author(s)
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      フォーラム2019衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [Presentation] メチル水銀により神経幹細胞から放出される細胞増殖阻害因子の探索とその産生機構2019

    • Author(s)
      外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      フォーラム2019衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [Presentation] Induction mechanism of TNF-α expression by methylmercury in microglial BV-2 cells2019

    • Author(s)
      Hoshi T., Toyama T., Naganuma A. and Hwang G.W.
    • Organizer
      The 39th Annual International Conference of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of the mechanisms involved in methylmercury toxicity enhancement showed by the novel transcription factor tmRT12019

    • Author(s)
      Toyama T., Osaki K., Hwang G.W. and Naganuma A.
    • Organizer
      The 39th Annual International Conference of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メチル水銀によるS-水銀化の毒性学2019

    • Author(s)
      外山 喬士
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
    • Invited
  • [Presentation] メチル水銀によるオンコスタチンM発現誘導機構2019

    • Author(s)
      黄 唯屹、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] メチル水銀毒性増強作用を示すオンコスタチンMの増加に関わる分子機構2019

    • Author(s)
      市川 貴之、外山 喬士、長谷川 貴、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] メチル水銀によるTNF受容体3を介した細胞死誘導機構の解明2019

    • Author(s)
      角田 洋平、外山 喬士、星 尚志、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] メチル水銀投与マウス脳内でのTNF-α発現誘導に関わる細胞種の特定とその機構2019

    • Author(s)
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] RelB介したメチル水銀によるTNF-α発現誘導におけるtmRT1の役割2019

    • Author(s)
      金子 千華、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会

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Published: 2021-01-27  

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