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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Novel molecular mechanisms of actions of homocysteine, a risk factor of cardiovascular diseases

Research Project

Project/Area Number 16H05107
Research InstitutionShowa Pharmaceutical University

Principal Investigator

石井 功  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (90292953)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsホモシステイン / PPARalpha / 結晶構造解析 / 活性イオウ分子 / 絶食応答 / 脳脊髄液 / フィブラート系薬 / 高脂血症薬
Outline of Annual Research Achievements

我々はホモシステイン血症(ホモシスチン尿症)モデルマウスの解析により、ホモシスチン(ホモシステインの2量体)がPPARalpha核内受容体の作用を阻害することを見いだした。アミノ酸であるホモシステインが内在性脂肪酸がリガンドとして考えられてきたPPARalphaを直接修飾する可能性が出てきたため、PPARalphaのX線結晶構造解析により、それを構造生物学的に証明しようと考えた。幾多の検討の結果、世界で初めてPPARalphaと各種フィブラート系高脂血症薬および内在性脂肪酸との高解像度結晶構造解析に成功した。全世界で広く使用されるフィブラート系薬だが、これまでPPARalphaとの結合様式は全く不明であった。PPARalpha選択性が高く、抗糖尿病薬の標的であるPPARgamma等に作用せず副作用の少ない薬として近年開発されたpemafibrateは他のフィブラート系薬とは異なる部位に結合しており、それがPPARalpha高選択性の理由と考えられた。本成果は、PPARalphaのみならず他のPPAR標的薬の創薬にも大きく貢献すると期待される。また我々は、これまで作製したCBSとCTHの遺伝子欠損マウスに加え、第3の硫化水素・活性イオウ分子(H2S/RSS)産生酵素として知られるMPSTの遺伝子欠損マウスを作製した。本マウスは前2者と異なり高ホモシステイン血症を示さないため、H2S/RSS欠損による生体影響をより正確に調べることができると期待される。上記の研究成果は未だ未発表であるが、PPARalphaが肝臓に限らず腎臓においても絶食応答に重要であること、CBS欠損マウスの中枢異常の原因として脳脊髄液のアミノ酸異常が考えられることなどを明らかにし、原著論文発表した。

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。

  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Rutgers-New Jersey Medical School/Vanderbilt University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Rutgers-New Jersey Medical School/Vanderbilt University
  • [Int'l Joint Research] University of Lodz/Poznan University of Life Sciences(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      University of Lodz/Poznan University of Life Sciences
  • [Int'l Joint Research] Max Delbruck Center/Charite University Medicine Berlin/German Aerospace Center(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Max Delbruck Center/Charite University Medicine Berlin/German Aerospace Center
  • [Int'l Joint Research] University de Bordeaux(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      University de Bordeaux
  • [Int'l Joint Research] Lausanne University Hospital/University of Lausanne(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      Lausanne University Hospital/University of Lausanne
  • [Journal Article] Abnormal amino acid profiles of blood and cerebrospinal fluid from cystathionine beta-synthase-deficient mice, an animal model of homocystinuria2019

    • Author(s)
      Akahoshi Noriyuki、Akira Yokoyama、Tomoko Nagata、Asumi Miura、Shotaro Kamata、Isao Ishii
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dietary selenium deficiency or selenomethionine excess drastically alters organ selenium contents without altering the expression of most selenoproteins in mice2019

    • Author(s)
      Akahoshi Noriyuki、Anan Yasumi、Hashimoto Yuri、Tokoro Natsumi、Mizuno Ryoka、Hayashi Seiya、Yamamoto Shingo、Shimada Ki-ichi、Kamata Shotaro、Ishii Isao
    • Journal Title

      The Journal of Nutritional Biochemistry

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2019.03.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mutations in Homocysteine Metabolism Genes Increase Keratin N-Homocysteinylation and Damage in Mice2018

    • Author(s)
      Borowczyk Kamila、Wroblewski Jacek、Suliburska Joanna、Akahoshi Noriyuki、Ishii Isao、Jakubowski Hieronim
    • Journal Title

      International Journal of Genomics

      Volume: 2018 Pages: 7570850

    • DOI

      10.1155/2018/7570850

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 2D DIGE proteomic analysis reveals fasting-induced protein remodeling through organ-specific transcription factor(s) in mice2018

    • Author(s)
      Kamata Shotaro、Yamamoto Junya、Ohtani Haruka、Tosaka Yuka、Yoshikawa Sayumi、Akahoshi Noriyuki、Ishii Isao
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 8 Pages: 1524~1543

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12497

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cystathionine γ-lyase? Produced hydrogen sulfide controls endothelial NO bioavailability and blood pressure2018

    • Author(s)
      Szijarto Istvan Andras、Marko Lajos、Filipovic Milos R.、Miljkovic Jan Lj、Tabeling Christoph、Tsvetkov Dmitry、Wang Ning、Rabelo Luiza A.、Witzenrath Martin、Diedrich Andre、Tank Jens、Akahoshi Noriyuki、Kamata Shotaro、Ishii Isao、Gollasch Maik
    • Journal Title

      Hypertension

      Volume: 71 Pages: 1210~1217

    • DOI

      10.1161/hypertensionaha.117.10562

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural and functional insights into S-thiolation of human serum albumins2018

    • Author(s)
      Nakashima Fumie、Shibata Takahiro、Kamiya Kohei、Yoshitake Jun、Kikuchi Ryosuke、Matsushita Tadashi、Ishii Isao、Gim?nez-Bastida Juan A.、Schneider Claus、Uchida Koji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 932

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19610-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hydrogen sulfide inhibits NLRP3 inflammasome activation and reduces cytokine production bothin vitroand in a mouse model of inflammation2018

    • Author(s)
      Castelblanco Mariela、Lugrin Jerome、Ehirchiou Driss、Nasi Sonia、Ishii Isao、So Alexander、Martinon Fabio、Busso Nathalie
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 293 Pages: 2546~2557

    • DOI

      10.1074/jbc.M117.806869

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rapid 2D DIGE proteomic analysis of mouse liver2018

    • Author(s)
      Kamata Shotaro、Ishii Isao
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 1664 Pages: 153~166

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7268-5_13

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 適応免疫応答におけるCystathionine gamma-lyase欠損の影響2018

    • Author(s)
      竹本麟太郎、宮下雅嗣、吉澤俊紀、赤星軌征、石井功
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] 食餌性セレノメチオニンの体内蓄積におけるイオウ転移経路(transsulfuration)の役割2018

    • Author(s)
      藤波紘平、阿南弥寿美、橋本柚里、赤星軌征、石井功
    • Organizer
      第62回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] 各種リガンド結合核内受容体PPARalphaのCD測定法による熱安定性評価2018

    • Author(s)
      本多彰宏、石川諒、山本ゆめ、鎌田祥太郎、石井功
    • Organizer
      第62回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] 食餌性過剰セレノメチオニンのマウス体内分布及び代謝におけるイオウ転移酵素Cystathionine gamma-lyaseの重要な役割2018

    • Author(s)
      阿南弥寿美、藤波紘平、橋本柚里、赤星軌征、石井功
    • Organizer
      第29回日本微量元素学会学術集会
  • [Presentation] PPARalphaリガンド/PPARalpha-LBD複合体のX線結晶構造解析2018

    • Author(s)
      鎌田祥太郎、山本ゆめ、須田圭介、斎藤健太、赤星軌征、大山択次、石井功
    • Organizer
      第17回生命科学研究会
  • [Presentation] Selenoprotein profiling in various organs of mice fed with selenium-deficient and high-selenomethionine diets2018

    • Author(s)
      Isao Ishii, Noriyuki Akahoshi, Shotaro Kamata, Yuri Hashimoto, Seiya Hayashi, Natsumi Tokoro, Shingo Yamamoto, Ki-ichi Shimada, Yasumi Anan
    • Organizer
      Experimental Biology 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二系統の高ホモシステイン血症マウスにおける脳脊髄液アミノ酸組成異常2018

    • Author(s)
      横山輝,赤星軌征,石井功
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] Cystathionine gamma-lyase欠損母マウスにおける授乳行動異常2018

    • Author(s)
      赤星軌征,半田博紀,横山輝,石井功
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Book] 衛生薬学(改訂第2版)2018

    • Author(s)
      今井浩孝、小椋康光
    • Total Pages
      720
    • Publisher
      南江堂
    • ISBN
      978-4-524-40354-7
  • [Book] 第6版 衛生薬学 健康と環境2018

    • Author(s)
      永沼章、姫野誠一郎、平塚明
    • Total Pages
      538
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30178-4
  • [Remarks] 昭和薬科大学衛生化学研究室

    • URL

      https://www.shoyaku.ac.jp/research/laboratory/eisei/top

URL: 

Published: 2021-01-27  

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