2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism of oxidative stress response of molecular hydrogen mediated by membrane lipids
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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 / 脂質 / エンドソーム / 酸化ストレス / ホスファチジルセリン / ホスファチジルイノシトール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素分子（H2）は体内に取り込むと抗酸化・抗炎症効果を発揮することが知られているが、H2はその物理的性質から受容体の存在が予見できない。同様に受容体が無く生理的作用を発揮する物質として吸入麻酔薬があり、脂質膜攪乱説が提唱されている。H2による脂質変化が見られることから脂質膜の変化が起きている可能性が考えられた。本研究は脂質変動を介したH2の作用機序の解明を目的としている。前年度までの研究で培養細胞にH2を曝露し、脂質の変動をLC-MS解析によって調べると、H2曝露わずか1時間でホスファチジルセリン（PS）やホスファチジルイノシトール（PI）などが増加することが分かっていた。今回H2曝露6時間後に解析を行うとH2曝露１時間後に見られる脂質変化が見られず、脂質の変化が一過的であることが明らかになった。更に、H2無投与(0時間), 1時間, 6時間連続でH2存在下で培養した細胞から抽出した代謝産物のメタボローム解析を行ったところ、H2曝露1時間のH2曝露において解糖系、クエン酸回路、アミノ酸代謝などに関わる様々な代謝産物が減少していたが、H2曝露6時間と非投与では差が無い代謝産物が多かった。PSやPIが多く含まれるエンドソームの観察を行ったところ、初期エンドソームの増加が前年度までの研究で明らかになっていたが、今回リサイクリングエンドソームの増加、後期エンドソームの減少が確認された。またコレラ毒素はエンドサイトーシスで取り込まれ初期エンドソームからリサイクリングエンドソームに輸送されるが、H2曝露によってコレラ毒素の輸送が遅れるということを発見した。また1～50%までH2濃度をふって実験した所、わずか2%濃度で十分に効果を発揮することが分かった。2020年度の研究により、1時間のH2曝露が細胞の脂質構成変化と代謝変化、エンドソーム輸送の変化を起こすことが明らかになった。
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