2016 Fiscal Year Research-status Report
カドミウムの毒性防御を担う小胞体ストレス応答系と活性イオウ分子産生系の協調的役割
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15K08042
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
新開 泰弘 筑波大学, 医学医療系, 助教 (10454240)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カドミウム / 活性イオウ分子 / ポリスルフィド / 化学防御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境汚染重金属であるカドミウムは、長期曝露によりヒトの健康を障害する可能性が指摘されている。一方、生体はカドミウムを感知し、メタロチオネインの誘導を介してカドミウムを不活性化する防御システムを有している。しかしながら、カドミウムに対するメタロチオネイン以外の生体防御系の理解は乏しい。昨年度、パースルフィドやポリスルフィドなどの活性イオウ分子の産生酵素の１つであるcystathionine gamma-lyase（CSE）欠損マウスを用いた研究により、内在性の活性イオウ分子がカドミウムの毒性に対して防御的に働いていることを明らかにした。今年度は、活性イオウ分子を増加させるようなサプリメントの処理によりカドミウムの毒性を化学防御できる可能性について検討した。ポリスルフィドのモデル化合物であるNa2S4をマウス初代肝細胞に処理すると、確かに細胞内における活性イオウ分子の量は増加した。また、Na2S4の処理によりカドミウムの細胞毒性は軽減された。このとき、細胞内のカドミウム蓄積量は低下していたことから、Na2S4はカドミウムの不活性化および細胞内への取り込みの阻害を介して化学防御に働くことが分かった。MS解析により、Na2S4との反応により生成したカドミウムのイオウ付加体の一部は硫化カドミウム（CdS）であった。実際、CdSは塩化カドミウムと比較して低い毒性を示した。以上より、ポリスルフィドの処理によりカドミウムを不活性化して化学防御できることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題は、パースルフィドやポリスルフィドなどの活性イオウ分子が高い求核性を有することに着目し、親電子性を有するカドミウムに対する活性イオウ分子の防御的な機能を解析することを目的としている。本年度は、サプリメントとして処理したポリスルフィドのモデル化合物であるNa2S4がカドミウムの毒性に対して防御的な機能を有することを明らかにすることができたことから、本年度の研究の計画はおおむね順調に進展していると言える。更にカドミウムのイオウ付加体についてもその一部がCdSであることが分かったが、次年度はその詳細についても検討を重ねる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、カドミウムの毒性に対する活性イオウ分子の防御的な役割を個体レベルでも検証する。また、活性イオウ分子の産生に関わる酵素群がカドミウムに対してどのような経路を介して応答しているのかを、小胞体ストレス応答系の関与も含めて解析する。
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