2011 Fiscal Year Research-status Report
新規セレン化合物ポリセレノジチオールの活性開拓およびセレン代謝ネットワーク解明
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23790161
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
植田 康次 名城大学, 薬学部, 助教 (30351092)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | セレン / 抗がん活性 / グルタチオン / 酸化ストレス / 酸化的損傷 / 活性酸素 / 抗酸化 / チオール |
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| Research Abstract |
セレン（Se）は抗酸化・抗がん作用を持つ必須元素である。複雑なSe代謝ネットワークを構成する要素、およびそれらの役割の理解は不完全である。H23年度の研究計画を遂行する中で、生体内におけるSeの一次代謝物であるセレノジグルタチオンGSSeSGの生理的役割が、高い活性と長年の研究の歴史があるにもかかわらず未だ十分に解明されていないことが判明した。特に、がんに対する強い選択毒性は注目に値する。したがって、GSSeSGによる細胞増殖抑制の作用機序に焦点をしぼり、活性酸素種の関与、反応の場、作用標的あるいは介在因子などについて明らかにすることを目指した。 GSSeSGは、細胞培養系に添加した際に高い毒性を示した。一方、精製DNAを用いた再構成系においてはグルタチオン依存的な酸化的DNA損傷作用を示した。GSSeSGはSeとグルタチオンとの反応産物であるが、さらに細胞内に高濃度に存在するグルタチオンと反応することで、高い細胞傷害性を発揮することが確認された。先行研究では細胞内での反応を想定している場合が多いものの、ペプチドからなるGSSeSGが自在に生体膜を透過するとは考えにくく、培養系に加えたGSSeSGが細胞膜を隔てて作用する仕組みについて検討する必要がある。細胞膜透過性の過酸化水素による細胞内因子の損傷、何らかの化学形での取り込み後に細胞内で発生するスーパーオキシドによる傷害、チオール含有酵素タンパク質への結合による活性阻害などの可能性がある。いずれにしろ、細胞内DNAの酸化損傷が観察されていることから、細胞内を高酸化ストレス状態にしていることは間違いない。これらの成果の展開は、Seの毒性発現機序解明にとどまらず、新たな抗がん戦略や、抗酸化システムの生物学的理解にも貢献する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セレンの機能解明のツールとして主に使用するセレン化合物の変更があったため、「(2)おおむね順調」とした。当初の計画では、セレンを複数個含むポリセレノ体（RSSenSR）を取り上げることになっていたが、生理的条件の溶媒中での安定性が高くないため、生理的に生成され、毒性や代謝における役割が期待できる単一セレン含有グルタチオン複合体（GSSeSG）に着目することにした。GSSeSGの細胞障害性の具体的な機能や作用機序について、重要な予備的結果はあるものの現時点では検討段階のため、「(1)当初の計画以上に」とはしなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
セレノジグルタチオンと還元型グルタチオンとの反応を介した直接および間接的な活性酸素種の関与が示唆されたため、この反応の「機構」「場所」「標的」に注目して解析を進めることで、セレンの代謝と生理活性を明らかにする。機構については無細胞再構成系を、場所については細胞膜透過・非透過型の活性酸素検出試薬などを、標的については酵素活性測定などを用いて検討する。 セレンの機能解明のために用いる化合物を若干変更した。変更後の化合物は比較的安定で、再現性のある実験による定量的な測定が可能になった。網羅的標的タンパク質解析も予定していたが、同位体の入手が困難なため、文献情報や予備実験などから理論的に予想される分子について個別の活性測定法などを利用しつつ検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用の研究費（約2000円）は通常試薬等の購入費用に充てる。 50万円を超える機器の購入はH23年度に済んでおり、H24年度は計上していない。直接経費の大部分は試薬等の購入費用とし、他には1, 2件の国内学会出張費などにも使用する予定。
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Research Products
(9 results)
