2020 Fiscal Year Research-status Report
Effects of food materials on the interaction among reactive sulfur species, nitrogen species, and oxygen species in the large intestine.
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18K11015
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
輿石 一郎 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (20170235)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 活性硫黄分子種 / 多硫化水素 / グルタチオンハイドロパースルフィド / アルブミンハイドロパースルフィド / サルフェン硫黄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生体組織の恒常性と腸内細菌叢との関連がクローズアップされている。我々は、特に、血管系の恒常性維持への腸内細菌叢の寄与について検討を試みている。本研究では、標的細胞として血管内皮細胞、血小板および好中球を、中心となる作用物質として、ガス状メディエーターである硫化水素から産生される活性硫黄分子種（RSS）を取り上げた。
令和元年度は、腸内において硫化水素と活性酸素種・窒素種との反応で産生される多硫化水素の粘膜上皮細胞内での挙動を想定し、培養細胞を用い、培地中に多硫化水素を添加することで細胞中にグルタチオンパースルフィドが産生されるか否かについて検討を試みた。本研究では、HPLCを用いたグルタチオンパースルフィドの簡易型・高感度測定系を確立し、多硫化水素で処理した細胞への応用を試みた。その結果、多硫化水素処理により、細胞内に有意にグルタチオンパースルフィド濃度が増加することが確認された。
粘膜上皮細胞内で生成されたグルタチオンパースルフィドは細胞外（血流側; Basolateral side）に排出された後、システインパースルフィドに分解され血流に乗る。システインパースルフィドはスルフヒドリル基にサルフェン硫黄を速やかに転移することから、血漿中メルカプトアルブミン（300～400μMが存在）のスルフヒドリル基にサルフェン硫黄を転移すると考えられる。令和2年度は、血漿中のアルブミンのハイドロパースルフィド基を定量評価する方法を確立し、アルブミンハイドロパースルフィドの存在を確認した。本研究成果は、生体内サルフェン硫黄産生の臨床的評価に道を拓くものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、細胞内に取り込まれた多硫化水素が細胞内主要チオールであるグルタチオンと反応し産生されるグルタチオンハイドロパースルフィドを定量評価することを目的に、膜透過性であり、グルタチオンハイドロパースルフィドのみならずグルタチオンのスルフヒドリル基と瞬時に反応するヨードアセタミドを用いた、「細胞内グルタチオンハイドロパーオキシドの高感度簡易分析法」を確立した。この方法を用い、多硫化水素で処理された培養細胞内にグルタチオンハイドロパースルフィドが産生されることを明らかにした。
さらに、我々は、粘膜上皮細胞から排出され血流中に乗ったハイドロパースルフィドからメルカプトアルブミンへのサルフェン硫黄の転移反応に着目した。この反応で産生されるアルブミンハイドロパースルフィドの定量的評価法として、血漿をヨードアセタミドで処理した後、産生されるアルブミン-SS-アセタミドを還元処理し、遊離するメルカプトアセタミドを高感度定量する方法を確立した。本法を臨床応用するにはバイオハザード対策が欠かせない。そこで、血漿の処理を限外ろ過装置内で行い、捜査中のウィルス等への接触を極力抑えた手法を確立した（現在投稿準備中）。本法は、ヒトを対象とした臨床試験に応用可能であり、食生活と生体内サルフェン硫黄産生との関連を明らかにするための有効な臨床試験法になるものと期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であった令和2年度は、コロナ渦の影響で、長期に亘り研究室への立ち入りが禁止され、研究成果が出たのが年度末に近い時期であり、論文投稿が年度内に終了しなかった。本年度は、論文並びに学会報告等、成果の公表を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ渦の影響で、論文投稿が最終年度内に終了しなかったため、論文投稿に必要な経費を次年度に繰り越した。経費は、英文校正、投稿料および論文別刷り費用に充当する。
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