Involvement of cadmium as an exacerbating factor in ulcerative colitis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19655
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 58:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Hwang Gi-Wook 東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (00344680)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山縣 涼太 東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (20963424) ; 秋山 雅博 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 特任講師 (60754570)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 潰瘍性大腸炎 / カドミウム

Outline of Final Research Achievements

We found that long-term exposure to low concentrations of cadmium exacerbates the pathology of ulcerative colitis model mice and clarified that this effect is related to a decrease in tmRT1, which is selectively expressed in epithelial cells and intestinal gland cells of the rectum and sigmoid colon. In addition, it was found that deletion of tmRT1 almost completely abolished the regeneration of the epithelial layer of the rectum and sigmoid colon, strongly suggesting that tmRT1 is a novel factor involved in the regeneration of the epithelial layer of the rectum and sigmoid colon. Interestingly, studies using human rectal adenocarcinoma cells revealed that the expression of tmRT1 at steady state is controlled by epigenetic changes, and that only cadmium suppresses the expression of the tmRT1 gene among the major inorganic metals.

Free Research Field

分子毒性学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本において潰瘍性大腸炎の患者が急激に増加している。本研究の成果により、日常食事から摂取しているカドミウムが潰瘍性大腸炎の病態を増悪させていることが示唆された。また、本作用に直腸・S状結腸での上皮層再生に関わる新規因子tmRT1の発現低下が関与することが明らかになった。大腸粘膜の炎症は直腸から始まり、S状結腸から横行結腸へ広がることから、原因不明の潰瘍性大腸炎に対する治療法としてtmRT1をターゲトとした新しい方法論を提供するものである。また、腎臓障害を中心に行われてきたカドミウム毒性研究においても、これまでにない全く新しい観点でその毒性を捉えるものとして波及効果が期待される。