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

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K19418
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: HARA Takato 東邦大学, 薬学部, 講師 (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 / CHSY1

Outline of Final Research Achievements

The present study revealed that cadmium elongates the dermatan sulfate chain synthesized by vascular endothelial cells. Additionally, it was also revealed that CHSY1, dermatan sulfate synthase, is upregulated via PKCαand exacerbates cadmium cytotoxicity. These results suggests that dermatan sulfate sugar chains in blood vessels modulate cadmium toxicity and promote the development of atherosclerosis.

Free Research Field

衛生薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

カドミウムは我々が日常生活で非意図的に曝露する重金属であり，動脈硬化症の危険因子である。動脈硬化の進展過程では，血管内皮細胞下層においてLDLコレステロールの蓄積と酸化が生じるが，血管壁に過剰に蓄積したデルマタン硫酸糖鎖はこれらの変化を促進する。本研究では，カドミウムが内皮細胞におけるデルマタン硫酸糖鎖伸長酵素の発現を増加させることを明らかにした。重金属の毒性学研究を通じて，動脈硬化進展の病理組織学的知見に対する分子基盤を理解する上で重要な知見を示し，人々の健康の維持増進に貢献する結果となったものと考える。