2018 Fiscal Year Research-status Report
膜脂質をメディエーターとする水素分子の酸化ストレス応答機構解明
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18K11092
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
池谷 真澄 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (60644359)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大澤 郁朗 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究副部長 (30343586)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素水 / 脂質 / 老化細胞 / 炎症 / マクロファージ / アテローム / LDL |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素分子（H2）は様々な疾患において抗酸化・抗炎症による疾患改善効果を発揮することが知られているが、その作用機序は未解明である。今までの知見からH2の様々な疾患改善効果が酸化ストレスへの適応応答に由来すると考えられる。更に培養細胞にH2を曝露すると脂質バランスが変動するという予備的知見を得ていた。本研究はH2による脂質変動を介した酸化ストレスに対する適応応答の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。培養細胞にH2を曝露し、１時間、３時間、６時間の脂質の変動をLC-MS解析によって調べたところ、１時間でスフィンゴミエリンなどの変動が確認できた。また細胞で膜成分の半分以上を占める小胞体に注目し、上記と同様のＨ2曝露時間で小胞体ストレス関連分子の発現を調べたが変化は見られなかった。
更に生体におけるH2と脂質の関係を調べるために、脂質代謝異常によりアテローム性動脈硬化症を起こすことが知られるLDL（低密度リポタンパク）受容体遺伝子欠損マウスを使って実験を行った。脂質異常症などにより血中のLDLが過剰になると、血管内皮障害が発生し、内皮細胞下へ単球が遊走しマクロファージとなる。その際、血中LDLも内皮細胞下に浸潤し酸化される。酸化型LDLをマクロファージがCD36などのスカベンジャー受容体によって大量に取り込むことで泡沫細胞化し、炎症反応が促進されることでアテローム形成が進行していく。また、炎症促進・アテローム形成に伴い血管内皮細胞が老化することが知られている。このLDL受容体遺伝子欠損マウスに高脂肪食と同時に水素水を与え続けた後に、大動脈の解析を行ったところ、水素水投与群において動脈硬化症進行に伴う血管内皮細胞の老化が抑制された。また水素がマクロファージにおけるCD36の発現を抑制し、脂質の取り込みを抑制した可能性を示すデータを得られ、本内容は論文報告した。
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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
平成２８年度実施予定であった（１）H2によって変動する脂質の分析を行い特徴的な脂質変動が見られた。（２）ミトコンドリアに注目した脂質の解析までは終わらなかったが、動物モデルを使った実験においてマクロファージのCD36の発現抑制が分子メカニズムに関わることが示唆されるデータを得られ、論文報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞実験においてH2曝露１時間後にはスフィンゴミエリンなどの脂質の変動が見られたことから、H2曝露直後になんらかの分子変動が起きていると考えられた。H2曝露直後の膜の変化を観察する為に以下の方法を用いてイメージングを行う。①膜脂質の蛍光アナログを用い動態変化を観察する。②膜脂質と特異的に結合する蛍光プローブを用いて脂質の動態変化を観察する。③凍結割断レプリカ標識法などを用いて、H2曝露後の脂質分布を観察する。
動物実験においてはマクロファージに変化が見られたことから、マクロファージに着目して研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
当初は２８年度内に予定していなかった動物実験をすることになり、研究スケジュールが変更になったため。
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