2016 Fiscal Year Research-status Report
脂質ラジカル連鎖反応への水素分子の関与：水素の抗炎症作用メカニズムの解明に向けて
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16K01839
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
西槇 貴代美 日本医科大学, 先端医学研究所, マネジメントサポートスタッフ (00465345)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水素 / 酸化ストレス / 炎症 / 脂質酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素分子は抗酸化作用のみでなく抗炎症作用、抗アレルギー作用、細胞死抑制作用、エネルギー代謝促進作用など多彩な効果を有する。水素分子が活性酸素種の除去のみでなく様々な遺伝子発現を制御することがわかっているが、不活性物質である水素分子が生体内においてシグナル分子として働くとは考えにくく、水素による遺伝子発現制御メカニズムの解明が課題であった。多価不飽和脂肪酸を多く含む生体膜脂質は、非酵素的ラジカル連鎖反応によって過酸化が連鎖的に進み、一次生成物として共役ジエン構造を有するリン脂質ヒドロペルオキシドが生成される。このリン脂質酸化体の生成が過剰となり生体膜脂質酸化ホメオスタシスが破錠すると細胞死誘導へのシグナルが進み、疾患の原因となることが知られている。我々は水素分子が生体内において細胞膜のフリーラジカル連鎖反応に介入し、脂質メディエイターとなる過酸化リン脂質生成を変化させることで、炎症に関わるシグナル伝達を抑制するという仮説を立てた。そこで本研究では、生体内におけるフリーラジカル連鎖反応と炎症に関わるシグナル伝達経路の活性化に着目し、それらに対する水素分子の影響を確かめ、水素分子の抗炎症作用のメカニズムを解明することを目的とする。研究戦略は以下のステップで進める。
1.化学的な実験系で、水素分子が脂質酸化のフリーラジカル連鎖反応に介入することを証明する。2.培養細胞を用いた実験系で水素分子が関与して生成する脂質メディエイターにより、活性が抑制される転写因子や増加が抑制される炎症性サイトカインを明らかにして、水素が関与するシグナル経路を見つける。3.マウスを用いた実験系で酸化ストレスを誘導し、水素投与により上記のシグナル経路が制御されることを証明する。
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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
1.化学的な実験系で、水素分子が脂質酸化の際のフリーラジカル連鎖反応に介入することを証明した。さらに水素分子は水溶性画分より脂肪酸画分への溶解比率が有意に高く、水素保持時間は飽和脂肪酸より不飽和脂肪酸が有意に高いことから、生体内での細胞膜脂質酸化に水素分子が関与するという仮説を化学的に裏付けることができた。
2.培養細胞を用いた実験系で、水素存在下で酸化させたoxPAPCは、細胞内へのカルシウム流入効果が低く、炎症性サイトカインの発現が低いことが分かった。さらにその上流の転写因子NFATの活性が低いことが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.培養細胞を用いた実験系で、いくつかの薬剤で酸化ストレスを誘導し、水素が関与すると思われる経路に関わる転写因子それぞれの阻害剤を用いて活性化解析を行い、水素の関与を証明する。
2.マウスを用いた実験系で酸化ストレスを誘導し、炎症モデルを作製する。水素投与群と非投与群で、転写因子の活性や炎症性サイトカインの発現を調べ、水素分子の抗炎症性効果のメカニズムを個体レベルで証明する。
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| Causes of Carryover |
・本年度は化学的な実験が主で、消耗品の購入が少なかった。・学会開催が首都圏が多く、旅費がかからなかった。・人件費の支出がなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
・次年度、海外での国際学会（Euromit2017,ドイツ）発表を予定しているので、旅費としての支出を計画している。
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