A Novel Approach to Target Specific miRNAs for Prevention of Arsenic-induced Lung Cancer Development

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K10449
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: Cui Zheng-Guo 福井大学, 学術研究院医学系部門, 講師 (90572115)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲寺 秀邦 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (10301144)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒ素 / バイカリン / アポトーシス / SIRT3

Outline of Final Research Achievements

The present study aimed to establish a preventive strategy for arsenic poisoning and investigated the protective effect and molecular mechanisms of the natural drug baicalin in cell death induced by phenylarsine oxide exposure. Phenylarsine oxide exposure markedly reduced cell viability and induced significant cell death. The cell death was associated with the suppression of the activity of the sirtuin 3 (SIRT3) protein, which is localized in mitochondria and plays an important role in inhibiting the production of excess intracellular reactive oxygen species. Baicalin effectively restored the loss of SIRT3 activity, acted to suppress intracellular oxidative stress and protected phenylarsine oxide-induced cell death.

Free Research Field

衛生学および公衆衛生学分野関連：実験系を含む

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒ素は毒性が非常に高く、急性毒性の致死量は1.5mg/kgである。また、国際がん研究機関において発がん性が最も高い化学物質Group1に規定されている。一方、ヒ素は半導体、液晶ガラスなどの生産で重要な材料の一つになっている。しかし、ヒ素の中毒については特効薬がない。本研究では、毒性が最も高いヒ素化合物であるフェニルアルシンオキシドが誘発する細胞毒性を天然薬剤バイカリンにより有効に保護し、その分子メカニズムがSIRT3の活性とミトコンドリアの機能回復にあることを見出した。本研究の成果はヒ素中毒の特異的な予防治療法の開発のため重要な情報を提供することと考えられる。