Neuronal death induced by arsenic --- Participation of necroptosis and ferroptosis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10681
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58040:Forensics medicine-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: UEMURA KOICHI 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30244586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋 利彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60304474) ; 船越 丈司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヒ素 / 神経細胞 / アポトーシス / ネクロトーシス / フェロトーシス / ストレス顆粒

Outline of Final Research Achievements

By arsenic treatment to Neuro2A cells derived from mouse neuroblastoma. we detected the increase of cell death, cell swelling, dose dependent survival decrease, CHAC1 increase by DNA micro array, real time, Caspase3 activation by western blotting, activation of DFNA5/GSDME leading to second necrosis, ferroptosis marker GPX4 decrease, stress granule by immunostaining at high dose.
Apoptosis was the center in a low-concentrated group, but ferroptosis partly participated. It was observed dose dependent and the secondary necrosis by GSDME, and there was the stress granule in related to cytoprotection in a high dose group.It is shown the dose dependent cell death and survival response in arsenite-induced cell death.

Free Research Field

法医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒ素による神経細胞死の機構の解明と治療への応用を目指した研究である。低濃度の三酸化二ヒ素曝露でアポトーシスとフェ ロトーシスが誘導されるが、高濃度暴露で細胞保護機構であるストレス顆粒が形成され、これらの細胞死経路が一部抑制される可能性が示された。他方、GSDMEによる二次ネクローシス（パイロトーシス）の誘導を介した細胞死経路へと 誘導されている可能性が示唆された。なお、本実験条件下ではネクロトーシスの関与については確認できなかった。