2019 Fiscal Year Annual Research Report
A novel function of hydrogen sulfide: Protection against heavy metal-induced neurotoxicity
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17K08957
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| Research Institution | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
原 宏和 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (30305495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 哲夫 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (40137063)
神谷 哲朗 岐阜薬科大学, 薬学部, 講師 (60453057)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 活性イオウ分子種 / 亜鉛 / 神経細胞死 / 活性酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グルタミン酸作動神経のシナプス小胞に含まれている亜鉛（Zn）は、神経刺激により神経終末から放出され、脳機能を制御している。一方で、脳梗塞時に多量に放出されるZnは神経細胞傷害を引き起こすことから、脳内のZn恒常性破綻は虚血性脳障害と密接に関連している。近年、硫化水素や活性イオウ分子種（RSS）が酸化ストレスによる神経細胞傷害に対して保護的な役割を担っていることが報告されたことから、これら分子により虚血性神経細胞傷害が軽減できるのではないかと期待されている。本年度は、過剰なZn曝露により惹起される神経細胞傷害に対するRSSの保護作用をヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞を用いて検討した。
RSSとしてsodium trisulfide（Na2S3）を使用した。SH-SY5Y細胞をNa2S3で前処理した細胞では、Zn曝露による細胞死が抑制された。Na2S3処理により重金属の解毒にも関与するメタロチオネイン（MT）の発現が濃度および処理時間依存的に増大した。Na2S3で前処理した細胞では、Zn曝露により生じる細胞内Znの増加やROSの産生が抑制された。また、抗酸化剤（グルタチオンなど）存在下でNa2S3によるMTの発現誘導は抑制されたこと、Na2S3処理した細胞でサルフェン硫黄の増加が認められたことから、Na2S3による細胞内分子のポリスルフィド化がMT発現誘導に関与していると考えられた。さらに、Na2S3はJNKのリン酸化を著しく促進し、JNK阻害剤はNa2S3によるMT発現誘導を抑制した。
以上の結果から、Na2S3はJNKシグナル経路の活性化を介してMTの発現を促進させることで、Znの細胞毒性を軽減させている可能性が示された。
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