Lysosomal redox control via hepatic-brain crosstalk and its disruption by methylmercury

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19837
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Toyama Takashi 東北大学, 薬学研究科, 講師 (50720918)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: セレノプロテインP / メチル水銀 / リソソーム

Outline of Final Research Achievements

In this study, we proceeded to analyze the mechanism of the increase in lysosomal activity by selenoprotein P (SeP) and its disturbing effect by methylmercury. First, an increase in lysosomal acidity was observed when purified SeP was added to cultured SHSY-5Y cells. We newly found that intralysosomal supersulfur is an inhibitory regulator of lysosomal activity, and that SeP contributes to the regulation of lysosomal activity by being responsible for its reduction. We also found that methylmercury had little effect on lysosomal acidity, but SeP significantly altered the intracellular dynamics of methylmercury toxicity and where it accumulated, leading to changes in toxicity.

Free Research Field

毒性学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞内シグナル伝達や飢餓応答、またある種のがん細胞などにおいてリソソームが活性化することはよく知られており、免疫細胞では感染症に対するフロンティアになることも知られている。一方、このリソソームが、細胞外から取り込まれた因子によって活性調節されることはほとんど知られておらず、学術的新規性が非常に高い。
更に、酸性条件という過酷な細胞内環境においてのレドック調節機構はほとんど理解されていないが、セレノシステインを有する酵素が、その調節因子であることを示しており、リソソームに起因する病態を改善する創薬のヒントになると考えられる。