2020 Fiscal Year Annual Research Report
Omics analysis for the establishment of "reductive stress," a biological disorder caused by excessive antioxidant and reductive environment
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19K22480
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
斎藤 芳郎 東北大学, 薬学研究科, 教授 (70357060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 良平 東北大学, 薬学研究科, 助教 (50435872)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 還元ストレス / セレノプロテインＰ / 膵β細胞 / インスリン分泌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過酸化水素などの活性酸素を還元・無毒化する抗酸化システムは、細胞の生存維持に重要な役割を担っている。しかし、近年応募者の研究から、過剰な抗酸化・還元作用による生体障害(以下、還元ストレス)が、2型糖尿病の発症・進展に深く関与することが明らかとなってきた。しかし、その詳細は明らかでは無く、“還元ストレス”を定義づける細胞応答も明確では無い。そこで本研究では、還元ストレスを負荷した細胞および臓器について、遺伝子発現、タンパク質発 現および代謝物量を網羅的に解析し、過剰な還元状態における特徴的な細胞応答を探索・同定する。本研究により、還元ストレス応答を分子レベルで明らかにし、“還元ストレスバイオマーカー”を同定して、還元ストレスの生物学的概念を確立する。本研究から“酸化と還元のバランスのとれた状態が重要である”というパラダイムシフトを目指す。本研究を軸に“酸化は悪、還元は善”で築かれた学術体系を大きく変革し、様々な疾患や生活習慣病、老化に対する新たな学術大系「還元ストレス学」を確立する。 本年度は、膵β細胞モデルMIN6について、過剰セレノプロテインP添加により還元ストレス状態を作成し、代謝物の網羅的解析を行った。網羅的代謝物解析から、GSHなどの硫黄代謝物に加え、SAMなどのC1代謝、複数のアミノ酸レベルが変化することが明らかとなった。還元ストレスにおけるC1・アミノ酸代謝の変化が明らかとなり、ATF4などの転写因子活性化との関連性が示唆された。今後、細胞障害機構との関連性を明らかにするとともに、vivoでの検証を進める。
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Research Products
(14 results)
