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2012 Fiscal Year Annual Research Report

硫化水素の神経細胞保護作用機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22590258
Research Institution独立行政法人国立精神・神経医療研究センター

Principal Investigator

木村 由佳  独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所神経薬理研究部, 研究補助員 (60425692)

Project Period (FY) 2010-10-20 – 2013-03-31
Keywords硫化水素 / 酸化ストレス / グルタチオン / 神経細胞 / 細胞保護 / ミトコンドリア / GSH合成酵素 / システイン
Research Abstract

1.  私たちは、硫化水素(H_2S)添加または神経興奮により、アストロサイトへCa2+が流入して細胞内Ca2+が上昇し、それがCa2+ウェーブとして伝わることを見いだした。また神経とアストロサイトの相互作用によりシナプス活性が調節されることを既に報告した(FASEB J, 18, 1165-7,2004)。アストロサイトでのCa2+流入に関与する感受性分子(受容体)は同定されていなかったが、最近、私たちはtransient receptor potential(TRP)A1チャネルの活性化によりアストロサイトでのCa2+応答が誘導されることを見いだした。またTRPA1チャネルを活性化する分子として、H_2Sから産生するポリサルファイドを同定した。ポリサルファイドは、H_2Sの300分の1の濃度で同等の活性をもつため、H_2S誘発性シグナリングで生体内シグナル分子として働く可能性を提起した(FASEB J,27,2013)。
2. 私たちは、第4のH_2S合成経路を同定した。これは3-mercaptopyruvate sulfurtransferase(3MST)とD-amino acid oxidaseによりD-cysteineからH_2Sを合成する経路である。今まで見つかっていたL-cysteineを基質とする3つの合成経路と異なり、第4の経路は主として小脳と腎臓で働く。小脳と腎臓ではD-cysteine投与により酸化ストレス障害が低減し、第4の経路で生産されたH_2Sが細胞保護作用を持つことを示した。生体内での使用が少ないD-cysteineを基質とするこの経路は、組織特異的にH_2Sを供給する方法として腎障害低減などの臨床応用に利用可能である(Nature Commun,4,1366,2012)。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] 生理活性物質硫化水素(H2S)の医療応用2013

    • Author(s)
      木村由佳
    • Journal Title

      医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス、PMDRS

      Volume: 44 Pages: 190-199

  • [Journal Article] Polysulfides are possible H2S-derived signaling molecules in rat brain.2013

    • Author(s)
      Kimura Y
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 27

    • DOI

      10.1096/fj.12-226415

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel pathway for the production of hydrogen sulfide from D-cysteine in mammalian cells2013

    • Author(s)
      Shibuya N
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 4 Pages: 1366

    • DOI

      10.1038/ncomms2371

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 神経細胞における硫化水素の細胞保護作用 ; グルタチオンの産生の増大と、ミトコンドリアに おける酸化ストレスの抑制2013

    • Author(s)
      木村 由佳
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20130321-20130323
  • [Presentation] 硫化水素(H2S)の生合成と光障害からの視神経保護2013

    • Author(s)
      木村 英雄
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20130321-20130323
  • [Presentation] マウスにおける生理活性物質 H2S の生産経路2013

    • Author(s)
      渋谷 典広
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20130321-20130323
  • [Presentation] Another pathway to produce H2S in the brain2012

    • Author(s)
      Norihiro Shibuya
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Hydrogen sulfide protects neurons from oxidative stress by increasing glutathione production and suppresses mitochondrial oxidative stress2012

    • Author(s)
      Yuka Kimura
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Regulation of H2S production by 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase2012

    • Author(s)
      Hideo Kimura
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Hydrogen sulfide protects neurons from oxidative stress by increasing glutathione production and suppresses mitochondrial oxidative stress2012

    • Author(s)
      Yuka Kimura
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Hydrogen sulfide (H2S) protects retinal photoreceptor cells from light-induced degeneration2012

    • Author(s)
      Yoshinori Mikami
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] マウス脳におけるH2Sの生産経路2012

    • Author(s)
      渋谷 典広
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921

URL: 

Published: 2014-07-24  

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