ストレスセンシング機構を標的としたフラボノイドの細胞保護作用発動機構の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K11529
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 松島 充代子 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 講師 (10509665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川部 勤 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (20378219)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: フラボノイド / Nrf2 / HO-1 / オートファジー / p62

Outline of Annual Research Achievements

フラボノイドは天然の植物に含まれる有機化合物である。ケルセチンは果物や野菜に多く含まれるフラボノイドの一種である。我々はケルセチンが肥満細胞、上皮細胞、マクロファージ、線維芽細胞においてNrf2-heme oxygenase (HO)-1経路を介して細胞保護効果を示すことを報告した。本研究ではフラボノイドは実際のストレスを与えずに細胞に防備態勢を誘導することが多彩な細胞保護効果発揮の出発点であると考え、作用点と考える細胞膜で誘導されるストレスセンシング機構を探索・同定することを目的とし、なかでも選択的オートファジーに着目して、ケルセチンによって誘導されるNrf2-HO-1経路の関与について検討した。ケルセチンは、LC3-IからLC3-IIへの転換とp62の発現とリン酸化を誘導したことから、ケルセチンが選択的オートファジーを誘導し、またケルセチンが誘導したp62がKeap1-Nrf2経路において正のフィードバックループを構築する可能性が示唆された。CRISPR/Cas 9システムを用いて、HO-1 knock-out (KO) RAW264.7細胞を樹立した。HO-1の欠損はLPS/IFN-γによるIl6の発現抑制を弱めたが、ケルセチンによる抑制効果を完全には回復させることができなかった。これらの結果は、ケルセチンによる細胞保護効果にはNrf2-HO-1経路以外の機構が関与している可能性を示唆した。次に選択的オートファジーにおけるHO-1の関与について検討した。HO-1の欠損は、ケルセチンによって誘導されるp62の発現を増強した。これらの結果は、HO-1がp62の発現を負に制御している可能性を示唆するものであった。以上の結果から、ケルセチンによって誘導される選択的オートファジーは細胞の状態に応じたHO-1による制御を受けながら細胞保護効果を発揮する可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Decrease in cholesterol in the cell membrane is essential for Nrf2 activation by quercetin (2023)
  • Author(s): Matsushima Miyoko、Nose Haruka、Tsuzuki Hikaru、Takekoshi Masahiro、Kusatsugu Yuto、Taniguchi Hinata、Ohdachi Tomoko、Hashimoto Naozumi、Sato Mitsuo、Kawabe Tsutomu
  • Journal Title: The Journal of Nutritional Biochemistry Volume: 116 Pages: 109329～109329
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2023.109329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of Airstream Inside the Slip Joint of Tracheal Intubation Tube for Breathing Measurement (2023)
  • Author(s): Tsukada Tsuyoshi、Hasegawa Yoshihiro、Farisi Muhammad Salman Al、Matsushima Miyoko、Kawabe Tsutomu、Shikida Mitsuhiro
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines Volume: 143 Pages: 6～12
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.143.6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Correlation of theophylline levels in rat exhaled breath and lung tissue after its intravenous injection (2022)
  • Author(s): Matsushima Miyoko、Tanihata Souma、Kusakabe Junpei、Okahira Momoha、Ito Hiroshi、Yamamoto Atsushi、Yamamoto Masanori、Yamamoto Ryohei、Kawabe Tsutomu
  • Journal Title: Journal of Breath Research Volume: 16 Pages: 036003～036003
  • DOI: 10.1088/1752-7163/ac6b4b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of MEMS Flow and Pressure Sensor Device for Detection of Extravasation at an Early Stage (2022)
  • Author(s): Hasegawa Yoshihiro、Shimohira Chihiro、Matsushima Miyoko、Sugiyama Tomoshi、Kawabe Tsutomu、Shikida Mitsuhiro
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Volume: 18 Pages: 139～146
  • DOI: 10.1002/tee.23706
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Effects of localization changes of caveolin-1 on Nrf2-HO-1 activation induced by quercetin (2022)
  • Author(s): Fuzuki Hayashi, Miyoko Matsushima, Hikaru Tsuzuki, Moeko Ohara, Nodoka Shimasaki, Ayumi Tajima, Hinata Taniguchi, Hina Kawashima, Sayaka Takagi, Nanami Yoshida, Tsutomu Kawabe
  • Organizer: 第51回日本免疫学会
• [Presentation] Positive effects on selective autophagy by quercetin-induced heme oxygenase-1 (2022)
  • Author(s): Hinata Taniguchi, Miyoko Matsushima, Sayaka Takagi, Moeko Ohara, Hikaru Tsuzuki, Nodoka Shimasaki, Ayumi Tajima, Hina Kawashima, Fuzuki Hayashi, Nanami Yoshida, Tsutomu Kawabe
  • Organizer: 第51回日本免疫学会
• [Presentation] Synergistic effects of Toll-like receptor signaling on inflammation induced by silica nanoparticles (2022)
  • Author(s): Nanami Yoshida, Miyoko Matsushima, Moeko, Ohara, Hikaru Tsuzuki, Nodoka Shimasaki, Ayumi Tajima, Hinata Taniguchi, Hina Kawashima, Sayaka Takagi, Fuzuki Hayashi, Tsutomu Kawabe
  • Organizer: 第51回日本免疫学会
• [Presentation] Analysis of lymphocyte differentiation and proliferation in NC/Nga mice (2022)
  • Author(s): Hikaru Tsuzuki, Miyoko Matsushima, Ayumi Tajima, Moeko Ohara, Nodoka Shimasaki, Hinata Taniguchi, Hina Kawashima, Sayaka Takagi, Fuzuki Hayashi, Nanami Yoshida, Tsutomu Kawabe
  • Organizer: 第51回日本免疫学会
• [Presentation] Modulation of proinflammatory responses by diazinon in mast cells (2022)
  • Author(s): Moeko Ohara, Miyoko Matsushima, Hina Kawashima, Hikaru Tsuzuki, Nodoka Shimasaki, Ayumi Tajima, Hinata Taniguchi, Sayaka Takagi, Fuzuki Hayashi, Nanami Yoshida, Tsutomu Kawabe
  • Organizer: 第51回日本免疫学会
• [Presentation] 症状発現に関わるアレルゲンエピトープの探索 (2022)
  • Author(s): 小原萌恵子、松島充代子、佐藤光夫、伊藤浩明、川部 勤
  • Organizer: 第71回日本アレルギー学会学術大会
• [Presentation] 環境からのストレスに備えるケルセチンによる細胞保護作用の新規機序の検討 (2022)
  • Author(s): 都築 光、松島充代子、竹腰正広、谷口ひなた、小原萌恵子、島崎温香、田島歩実、佐藤光夫、川部 勤
  • Organizer: 第52回日本職業・環境アレルギー学会総会・学術大会
• [Presentation] Wireless MEMS Thermal Flow Sensor System Integrated on Medical Mask for Emergency Medical Treatment (2022)
  • Author(s): Tsuyoshi Tsukada, Yoshihiro Hasegawa, Farisi Muhammad Salman Al, Shin Hasegawa, Miyoko Matsushima, Tsutomu Kawabe, Mitsuhiro Shikida
  • Organizer: Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology 2022 (APCOT2022)
  • Int'l Joint Research
• [Book] ポリイミドの高機能設計と応用技術 (2022)
  • Author(s): 執筆者 : 57名、技術情報協会
  • Total Pages: 566
  • Publisher: 技術情報協会
  • ISBN: 978-4-86104-887-6