2020 Fiscal Year Research-status Report

Clarification of dermatan sulfate elongation mechanism that promotes onset and progress of atherosclerosis by cadmium

Research Project

Project/Area Number	19K19418
Research Institution	Toho University
Principal Investigator	原崇人東邦大学, 薬学部, 助教 (90805681)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	カドミウム / 血管内皮細胞 / デルマタン硫酸糖鎖 / プロテオグリカン / 動脈硬化
Outline of Annual Research Achievements	当研究課題では動脈硬化症の危険因子であるカドミウムにより，脂質プラーク形成を伴う動脈硬化の進展因子であるデルマタン硫酸糖鎖が伸長するか培養血管内皮細胞を用いて検討を行うものである。令和元年度までに，カドミウムは内皮細胞において（１）デルマタン硫酸糖鎖を増加・伸長し，（２）デルマタン硫酸糖鎖の伸長酵素であるchondroitin sulfate synthase 1 (CHSY1)の発現を誘導するが，（３）デルマタン硫酸糖鎖が結合したプロテオグリカンであるビグリカンのコアタンパク質発現には影響を及ぼさないことを明らかにしている。これを受けて，令和２年度はカドミウムによるCHSY1発現誘導のシグナル解析を行った。カドミウムにより活性化することが既に報告されているシグナル伝達経路について，選択的阻害剤や干渉RNA法により検討を行ったところ，protein kinase C (PKC)がCHSY1の発現誘導に重要に寄与することが明らかとなった。また，血管内皮細胞が発現するPKCのサブクラスを検討したところ，その大半がPKCαであることが明らかとなり，PKCαの選択的発現抑制細胞においてはカドミウムによるCHSY1の発現誘導が顕著に抑制された。本年度までに当研究課題で必須とする項目が検討を行うことができた。そのため，令和３年度は研究内容をさらに発展させ，カドミウムの細胞毒性発現におけるCHSY1の意義について解析するとともに，論文投稿など当研究課題の総括に充てる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 令和２年度はコロナ禍で研究活動の実施困難な時期があった。しかしながら、令和元年度の進捗状況が良好であったことに加え、今年度行ったシグナル解析が予想以上に順調に進んだため、最終的には当初の計画以上に進展することができた。
Strategy for Future Research Activity	当研究課題における必須検討項目の解析が行えたため，令和３年度は発展的な内容としてカドミウムの細胞毒性発現におけるCHSY1の意義を解析する。また，これまでの研究結果を論文化する。
Causes of Carryover	（１）コロナ禍において約半年間研究活動が制限された時期があったため。（２）シグナル経路の解析が順調に進み、網羅解析用の試薬代が節約されたため。（３）学会の中止/延期/オンライン化により出張旅費が不要となったため。発展的な内容としてカドミウムの細胞毒性発現におけるCHSY1の意義を解析するために必要な毒性評価試薬等に充てる。また，研究結果の論文化にあたりオープンアクセスジャーナルへの投稿を前向きに検討しており、その掲載料などにも次年度使用額を利用する。