Omics analysis for the establishment of "reductive stress," a biological disorder caused by excessive antioxidant and reductive environment

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22480
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Saito Yoshiro 東北大学, 薬学研究科, 教授 (70357060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 良平 東北大学, 薬学研究科, 助教 (50435872)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• 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 / 小胞体ストレス / セレン代謝 / インスリン抵抗性 / 硫黄代謝

Outline of Final Research Achievements

Antioxidant systems that reduce and detoxify reactive oxygen species (ROS) play an important role in maintaining cell homeostasis. However, in recent years, biological disorders induced by excessive antioxidants and reducing enzymes, namely reductive stress, have caused insulin resistance, involving in the onset and progression of type 2 diabetes. Thus, the purpose of this study is to identify the characteristic cellular response in the excessive reduction state by the comprehensive analysis and to clarify the reductive stress response at the molecular level.

Free Research Field

生化学　細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで活性酸素種による生体障害“酸化ストレス”が注目され、活発な研究がなされてきた。しかし、最近の研究から、微量のROSが適応反応を誘導して“良いストレス”として機能することや、シグナル伝達分子として機能する必須な役割も明らかとなってきた。一方、活性酸素種を消去する抗酸化系の向上による障害が見いだされ、本研究より“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への方向性が見いだされた。本研究を軸に“酸化は悪、還元は善”という形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。