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2023 Fiscal Year Research-status Report

低温耐性機構における活性硫黄分子種の役割の解明

Research Project

Project/Area Number 22K06148
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

笠松 真吾  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80738807)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords超硫黄分子 / レドックスシグナル / 低温耐性 / シリアンハムスター
Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでに、新規アルキル化試薬(N-iodoacetyl L-tyrosine methyl ester, TME-IAM)および質量分析装置を用いた、超硫黄分子メタボライトの絶対定量系や、誘導プラズマ発光分析法および質量分析装置を用いた、総硫黄量およびトータル超硫黄量の定量系(超硫黄分子プロファイル解析系)を確立し、シリアンハムスター細胞における低温耐性機構に超硫黄分子および、その下流レドックスシグナル経路が関与している可能性を示唆する結果を得ている。
当該研究年度は、TME-IAMを用いた新規の簡易超硫黄化タンパク質検出法(TME-IAM switching法)を確立し、シリアンハムスター腎細胞(HaK細胞)を解析した結果、低温暴露により細胞内超硫黄化タンパク質レベルが有意に増加することを見出した。また、T超硫黄分子の網羅的探索系(untargeted polysulfidomics)を新たに確立し、低温暴露によるシリアンハムスター生体内超硫黄分子生成機構への影響を解析した結果、低温暴露群において正常温度群と異なる超硫黄分子候補シグナルが検出された。今後、検出された超硫黄分子候補シグナルの同定および、その下流シグナル機構を解析することによって、シリアンハムスターにおける超硫黄分子生成動態と低温耐性機構の連関を検討することが可能であると期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

TME-IAM switching法および、untargeted polysulfidomicsなどの、超硫黄分子オミクス解析技術を新たに構築することに成功し、生体内超硫黄分子生成動態の包括的解析が可能となった。
当該年度では、シリアンハムスター細胞内における超硫黄化タンパク質について解析した。その結果、低温暴露よって細胞内超硫黄化タンパク質レベルが有意に増加すること、また、ヒト細胞とシリアンハムスター細胞とで低温暴露よる超硫黄化タンパク質プロファイルの変化が異なることが明らかになった。すなわち、シリアンハムスター細胞内において確認された、低温感受性の超硫黄化タンパク質は、シリアンハムスターの低温環境適応に寄与している可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

今年度の解析により、低温暴露によりシリアンハムスター細胞内の超硫黄化タンパク質レベルが増加することが分かった。今後は、既に樹立済みである、抗TME-IAM標識タンパク質抗体および、untargeted polysulfidomicsを組み合わせた超硫黄化タンパク質の網羅的探索を行うことによって、シリアンハムスター細胞内の低温感受性超硫黄化タンパク質の同定を試みる。さらに、低温暴露により変化する細胞内超硫黄化メタボライトの探索・同定を試みるとともに、その下流レドックスシグナル機構、特にミトコンドリア機能との連関について詳細な解析を行う。これらの解析を行うことによって、シリアンハムスター細胞の低温耐性機構における超硫黄分子の機能の解明を目指す。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由:予定よりも少ない物品費で研究を効率よく遂行することができたため。
使用計画:当該研究の遂行に必須の試薬は研究室で合成を行う必要があるので、それらの調製のための物品に計上する予定である。

  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Pennsylvania State University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Pennsylvania State University
  • [Int'l Joint Research] University of Leicester/King’s College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Leicester/King’s College London
  • [Journal Article] Quantitative profiling of supersulfides naturally occurring in dietary meats and beans2024

    • Author(s)
      Kasamatsu Shingo、Kinno Ayaka、Miura Chiharu、Hishiyama Jun-ichi、Fukui Kensuke、Kure Shoji、Tsumura Kazunobu、Ida Tomoaki、Matsunaga Tetsuro、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 685 Pages: 115392~115392

    • DOI

      10.1016/j.ab.2023.115392

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Manganese Porphyrin‐Containing Polymeric Micelles: A Novel Approach for Intracellular Catalytic Formation of Per/Polysulfide Species from a Hydrogen Sulfide Donor2023

    • Author(s)
      Young Kemper、Yamane Setsuko、GharehTapeh Elmira Abbasi、Kasamatsu Shingo、Ihara Hideshi、Hasegawa Urara
    • Journal Title

      Advanced Healthcare Materials

      Volume: 13 Pages: 2302429

    • DOI

      10.1002/adhm.202302429

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Untargeted polysulfide omics analysis of alternations in polysulfide production during the germination of broccoli sprouts2023

    • Author(s)
      Kasamatsu Shingo、Owaki Takuma、Komae Somei、Kinno Ayaka、Ida Tomoaki、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Redox Biology

      Volume: 67 Pages: 102875~102875

    • DOI

      10.1016/j.redox.2023.102875

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Supersulfide catalysis for nitric oxide and aldehyde metabolism2023

    • Author(s)
      Kasamatsu Shingo、Nishimura Akira、Alam Md. Morshedul、Morita Masanobu、Shimoda Kakeru、Matsunaga Tetsuro、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Barayeu Uladzimir、Ida Tomoaki、Nishida Motohiro、Nishimura Akiyuki、Motohashi Hozumi、Akaike Takaaki
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: eadg8631

    • DOI

      10.1126/sciadv.adg8631

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cystathionine γ-Lyase Self-Inactivates by Polysulfidation during Cystine Metabolism2023

    • Author(s)
      Araki Shoma、Takata Tsuyoshi、Ono Katsuhiko、Sawa Tomohiro、Kasamatsu Shingo、Ihara Hideshi、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki、Watanabe Yasuo、Tsuchiya Yukihiro
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Pages: 9982~9982

    • DOI

      10.3390/ijms24129982

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 2-Oxo-imidazole dipeptides inhibit peroxynitrite-dependent tyrosine nitration2023

    • Author(s)
      Matsukura Kana、Komae Somei、Kasamatsu Shingo、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 668 Pages: 77~81

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.05.074

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reactive Sulfur Species Omics Analysis in the Brain Tissue of the 5xFAD Mouse Model of Alzheimer’s Disease2023

    • Author(s)
      Kinno Ayaka、Kasamatsu Shingo、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 12 Pages: 1105~1105

    • DOI

      10.3390/antiox12051105

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of methods for quantitative determination of the total and reactive polysulfides: Reactive polysulfide profiling in vegetables2023

    • Author(s)
      Kasamatsu Shingo、Kinno Ayaka、Hishiyama Jun-ichi、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • Journal Title

      Food Chemistry

      Volume: 413 Pages: 135610~135610

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2023.135610

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 食品の超硫黄オミクス解析2024

    • Author(s)
      笠松 真吾、金野 文香、三浦 千春、大脇 拓真、久龍 茉尋、菱山 純一、福井 健介、久礼 昭二、津村 和伸、井田 智章、居原 秀
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度大会
  • [Presentation] シラスプロテアーゼ分解物由来β-セクレターゼ阻害成分の探索・同定2024

    • Author(s)
      甲木 孝弘、隅谷 栄伸、金野 文香、笠松 真吾、居原 秀
    • Organizer
      日本農芸化学会2024年度大会
  • [Presentation] 市販ツナ缶詰中の2-オキソ-イミダゾールジペプチドの定量2023

    • Author(s)
      隅谷 栄伸、沖浦 文、小前 奏明、笠松 真吾、居原 秀
    • Organizer
      日本缶詰びん詰レトルト食品協会 第72回技術大会
  • [Presentation] アルツハイマー病モデルマウスの脳組織における超硫黄オミクス解析2023

    • Author(s)
      金野 文香、笠松 真吾、赤池 孝明、居原 秀
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 低温曝露による冬眠性・非冬眠性動物細胞内超硫黄分子生成動態への影響の解析2023

    • Author(s)
      笠松 真吾、遠田 隆人、赤池 孝章、居原 秀
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 超硫黄触媒によるホルムアルデヒド代謝とNOシグナル制御2023

    • Author(s)
      守田 匡伸、松永 哲郎、笠松 真吾、Alam Md. Morshedul、Jung Minkyung、緒方 星陵、Barayeu Uladzimir、井田 智章、西田 基宏、本橋 ほづみ、赤池 孝章
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] Supersulfide omics analysis in the brain tissue of an Alzheimer's disease model mouse2023

    • Author(s)
      Shingo Kasamatsu, Ayaka Kinno, Takaaki Akaike, Hideshi Ihara
    • Organizer
      第3回領域会議 超硫黄研究フロンティアシンポジウム2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超硫黄プロファイリングによる新たなphytochemicalの探索2023

    • Author(s)
      笠松 真吾
    • Organizer
      レドックスR&D戦略委員会 第2回夏のシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Regulation of NO/ROS Redox Signaling via 8-nitro-cGMP Formation by nNOS Splice Variants and its Potential Involvement in Parkinson's Disease-like Neurotoxicity2023

    • Author(s)
      Shingo Kasamatsu, Kumiko Masuda, Hiroyasu Tsutsuki, Tomoaki Ida, Tsuyoshi Takata, Motohiro Nishida, Yasuo Watanabe, Tomohiro Sawa, Takaaki Akaike, Hideshi Ihara
    • Organizer
      8th NEUROLOGICAL DISORDERS SUMMIT
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超硫黄触媒酵素としてのアルコールデヒドロゲナーゼ5 (ADH5) のNOシグナル制御メカニズム2023

    • Author(s)
      守田 匡伸、松永 哲郎、笠松 真吾、西村 明、Alam Md. Morshedul、下田 翔、井田 智章、西田 基宏、本橋 ほづみ、赤池 孝章
    • Organizer
      第76回日本酸化ストレス学会
  • [Presentation] 網羅的ポリスルフィドオミクスによるブロッコリースプラウトの発芽・成長過程におけるポリスルフィド生成動態の解析2023

    • Author(s)
      笠松 真吾、大脇 拓真、小前 奏明、金野 文香、赤池 孝章、居原 秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] 大豆の発芽・成長過程におけるポリスルフィド生成動態変化の解析2023

    • Author(s)
      久龍 茉尋、笠松 真吾、居原秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] 新規抗酸化活性物質2-オキソイミダゾールジペプチドの網羅的高感度定量法の確立2023

    • Author(s)
      小前 奏明、笠松 真吾、内田 浩二、居原 秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] 2-オキソイミダゾールジペプチドの抗ニトロ化活性の解析2023

    • Author(s)
      松倉 加奈、笠松 真吾、小前 奏明、居原 秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] 食品中の反応性ポリスルフィドプロファイル解析2023

    • Author(s)
      金野 文香、笠松 真吾、菱山 純一、赤池 孝章、居原秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] アルツハイマー病モデルマウスへのシラス由来成分投与によるアミロイドβ蓄積抑制効果2023

    • Author(s)
      甲木 孝弘、隅谷 栄伸、笠松 真吾、金野 文香、居原 秀
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Remarks] 大阪公立大学大学院 理学研究科 生物化学専攻 分子生物学分野HP

    • URL

      https://www.omu.ac.jp/sci/ihara-lab/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリスルフィドの安定化2022

    • Inventor(s)
      居原秀、笠松真吾
    • Industrial Property Rights Holder
      居原秀、笠松真吾
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      7233666

URL: 

Published: 2024-12-25  

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