Elucidation of the molecular basis of anesthesia-induced alteration of immune response through regulation of oxygen homeostasis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03776
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: HIROTA Kiichi 関西医科大学, 医学部, 研究員 (00283606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 達志 関西医科大学, 医学部, 准教授 (00286444) ; 坊農 秀雅 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 特任教授 (20364789) ; 松尾 禎之 関西医科大学, 医学部, 講師 (50447926)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 麻酔 / 長期予後 / 免疫 / 酸素代謝 / HIF / 代謝リプログラミング

Outline of Final Research Achievements

Focusing on the molecular mechanisms related to the inflammatory response and macrophage activation, we found the existence of a link between HIF-1 activation and inflammation-derived metabolic reprogramming. We also found that excessive nitric oxide production negatively affects the liver and that the HIF-1 inhibitor Roxadustat has an inhibitory effect on inflammatory signaling pathways. Furthermore, to show that abnormal oxygen homeostasis affects antibody production, we used a mouse model in which Vhl and Arf1 were removed from B cells, and observed reduced B cell differentiation and antibody production. Finally, we improved the RNA-Seq data analysis method to allow it to run in different environments using Docker.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

麻酔科学は、麻酔の長期的な影響についての課題を抱えており、これは発達期の脳、手術ストレス、手術後の認知機能障害、がんの再発に対する影響などを含む。特に麻酔薬が生体の酸素・エネルギー代謝に影響を及ぼすことが明らかとなっており、HIF-1という因子の活性化調節が重要であることが示されている。近年、この酸素・エネルギー代謝が免疫機能に影響を及ぼすことが注目されている。具体的には、HIF-1が自然免疫と獲得免疫機能において中心的な役割を果たすことがわかってきた。この観点から、麻酔薬-HIF-1-免疫応答の関連性を追求し、麻酔薬が免疫応答に及ぼす影響を明らかにすることは意義深い。