2013 Fiscal Year Annual Research Report
環境中親電子物質によるシグナル伝達変動とその制御に関する包括的研究
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25220103
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Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
熊谷 嘉人 筑波大学, 医学医療系, 教授 (00250100)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新開 泰弘 筑波大学, 医学医療系, 助教 (10454240)
蕨 栄治 筑波大学, 医学医療系, 講師 (70396612)
赤池 孝章 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20231798)
西田 基宏 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), その他部局等, 教授 (90342641)
石井 功 慶應義塾大学, 薬学部, 准教授 (90292953)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | 環境中親電子物質 / 化学修飾 / シグナル伝達 / 活性イオウ分子 |
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| Research Abstract |
2013年度は、まず環境中親電子物質による細胞内タンパク質の化学修飾を評価する手法（BPMアッセイ）の確立を試みた。センサータンパク質であるKeap1を用いて検討した結果、高速液体クロマトグラフィー／還元加熱原子吸光法によるメチル水銀のタンパク質結合量と、ビオチン標識マレイミドおよびアビジンアガロースビーズを用いたウエスタンブロット分析で得たブロットの強度に良好な逆相関性が見られた。本法は精製タンパク質を用いた非細胞系および細胞系でも応用が可能だった。細胞をメチル水銀に曝露すると、濃度依存的にブロット強度が減少した。同様の現象が二次元電気泳動でも観察された。SH-SY5Y細胞をメチル水銀に曝露すると、Keap1がアクチンやGAPDHと比較して低濃度でS-水銀化を受けることが示唆された。また、本研究で検討するカドミウムおよび鉛のような親電子重金属にも応用できた。以上の結果をまとめて、J Toxicol Sciに刊行した。本研究は高く評価され、2014年度日本毒性学会技術賞受賞が内定している。
本論文には記載していないが、本研究で使用する1,4-ベンゾキノン、1,4-ナフトキノン、クロトンアルデヒドおよびアクリルアミドによる濃度依存的なタンパク質の化学修飾の評価にも応用可能であることが確認されており、 2014年度に検討予定の環境中親電子物質によるタンパク質の化学修飾を介した細胞内シグナル伝達変動の研究に適用できることが示唆された。
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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
2013年度はそれ以降の研究基盤となるBPMアッセイの確立に成功した。本法を用いることで、被検物質を認識する特異的抗体がなくても、環境中親電子物質によるタンパク質の化学修飾を評価することが可能となった。研究実績の概要には字数の関係で記載しなかったが、本研究対象となる7種類の環境中親電子物質がPTP1B/EGFRシグナル、AhR/XREシグナル、ERストレスシグナル、Akt/CREBシグナル、HSP90/HSF1シグナルおよびKeap1/Nrf2シグナルの何れかを活性化することを予備検討で確認済みである。それ故、2014年度の研究も大きな変更なしで進行することが期待される。
活性イオウ分子の研究成果に関しては、研究分担者の東北大・赤池教授らとの共同研究がPNASにアクセプトされた。当初想定していた環境中親電子物質である1,2-ナフトキノンによるPTP1B/EGFRシグナルの活性化を、活性イオウ分子が負に制御している事実も明らかにしており、それに関連する2編の論文を投稿する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2013年度の検討から、当初に予定したホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドによる細胞内シグナル伝達系の変動を調べた結果、高い揮発性のためか再現性のあるデータを得ることができなかった。その結果、大気中やタバコの煙成分に含まれているクロトンアルデヒドおよびポテトチップ等の加熱加工食品中に高濃度存在することで社会的な問題となっているアクリルアミドを代替被検物質として使用することにした。
マンパワーの確保として、修士学生4名（内1名はインドネシアの国費学生で10月に入学）、博士学生1名、韓国からの受託研究員1名、ポスドク2名（2014年4月から採用）および助教1名（2014年6月から採用）を実施して、研究の強化体制を構築する。
当該ホームページを立ち上げて、本研究の実績等を国内外に情報発信するシステムを構築した。
当該研究に関連する中学生および高校生を対象とするアウトリーチ活動を実施した。
2014年度は日本毒性学会学術年会および日本薬学会環境・衛生部会学術年会（フォーラム2014：衛生薬学・環境トキシコロジー）で本研究成果に係るシンポジウムを開催し、関係者に研究成果を理解させる。
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[Journal Article] Peroxiredoxin I plays a protective role against UVA irradiation through reduction of oxidative stress.2014
Author(s)
Ito T, Kimura S, Seto K, Warabi E, Kawachi Y, Shoda J, Tabuchi K, Yamagata K, Hasegawa S, Bukawa H, Ishii T, Yanagawa T.
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Journal Title
J Dermatol Sci.
Volume: 74
Pages: 9-17
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reactive cysteine persulfides and S-polythiolation regulate oxidative stress and redox signaling.2014
Author(s)
Ida T, Sawa T, Ihara H, Tsuchiya Y, Watanabe Y, Kumagai Y, Suematsu M, Motohashi H, Fujii S, Matsunaga T, Yamamoto M, Ono K, Devarie-Baez NO, Xian M, Fukuto JM, Akaike T.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci USA.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Angiopoietin-like protein 2 accelerates carcinogenesis by activating chronic inflammation and oxidative stress.2014
Author(s)
Aoi J, Endo M, Kadomatsu T, Miyata K, Ogata A, Horiguchi H, Odagiri H, Masuda T, Fukushima S, Jinnin M, Hirakawa S, Sawa T, Akaike T, Ihn H, and Oike Y.
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Journal Title
Mol Cancer Res.
Volume: 12
Pages: 239-249.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dietary deprivation of each essential amino acid induces differential systemic adaptive responses in mice.2014
Author(s)
Kamata S, Yamamoto J, Kamijo K, Ochiai T, Morita T, Yoshitomi Y, Hagiya Y, Kubota M, Ohkubo R, Kawaguchi M, Himi T, Kasahara T, and Ishii I.
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Journal Title
Mol Nutr Food Res.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Endogenous nitrated nucleotide is a key mediator of autophagy and innate defense against bacteria.2013
Author(s)
Ito C, Saito Y, Nozawa T, Fujii S, Sawa T, Inoue H, Matsunaga T, Khan S, Akashi S, Hashimoto R, Aikawa C, Takahashi E, Sagara H, Komatsu M, Tanaka K, Akaike T, Nakagawa I, and Arimoto H.
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Journal Title
Mol Cell.
Volume: 52
Pages: 794-804.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] S-Nitrosylated a-1-acid glycoprotein kills drug-resistant bacteria and aids survival in sepsis.2013
Author(s)
Watanabe K, Ishima Y, Akaike T, Sawa T, Kuroda T, Ogawa W, Watanabe H, Suenaga A, Kai T, Otagiri M, and Maruyama T.
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Journal Title
FASEB J.
Volume: 27
Pages: 391-398.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] GRK6 deficiency in mice causes autoimmune disease due to impaired apoptotic cell clearance.2013
Author(s)
Nakaya M, Tajima M, Kosako H, Nakaya T, Hashimoto A, Watari K, Nishihara H, Ohba M, Komiya S, Tani N, Nishida M, Taniguchi H, Sato Y, Matsumoto M, Tsuda M, Kuroda M, Inoue K, Kurose H.
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Journal Title
Nature Commun.
Volume: Article number: 1532
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Atrial natriuretic peptide-mediated inhibition of microcirculatory endothelial Ca2+ and permeability response to histamine involves cGMP-dependent protein kinase I and TRPC6 channels.2013
Author(s)
Chen W, Oberwinkler H, Werner F, Gaßner B, Nakagawa H, Feil R, Hofmann F, Schlossmann J, Dietrich A, Gudermann T, Nishida M, Del Galdo S, Wieland T, Kuhn M.
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Journal Title
Arterioscler Thromb Vasc Biol.
Volume: 33
Pages: 2121-2129.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Negative expression of N-acetylglucosaminyltransferase V in oral squamous cell carcinoma correlates with poor prognosis.2013
Author(s)
Seto K, Uchida F, Baba O, Yamatoji M, Karube R, Warabi E, Sakai S, Hasegawa S, Yamagata K, Yanagawa T, Onizawa K, Miyoshi E, Shoda J, Bukawa H.
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Journal Title
SpringerPlus.
Volume: PMCID 3863399
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Deficiency of p62/Sequestosome 1 causes hyperphagia due to leptin resistance in the brain.2013
Author(s)
Harada H, Warabi E, Matsuki T, Yanagawa T, Okada K, Uwayama J, Ikeda A, Nakaso K, Kirii K, Noguchi N, Bukawa H, Siow RC, Mann GE, Shoda J, Ishii T and Sakurai T.
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Journal Title
J Neurosci.
Volume: 33
Pages: 14767-14777.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] p62/SQSTM1 Differentially Removes the Toxic Mutant Androgen Receptor via Autophagy and Inclusion Formation in a Spinal and Bulbar Muscular Atrophy Mouse Model.2013
Author(s)
Doi H, Adachi H, Katsuno M, Minamiyama M, Matsumoto S, Kondo N, Miyazaki Y, Iida M, Tohnai G, Qiang Q, Tanaka F, Yanagawa T, Warabi E, Ishii T, Sobue G.
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Journal Title
J Neurosci.
Volume: 33
Pages: 7710-7727.
DOI
Peer Reviewed
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