抗炎症性脂質メディエーターに関する基盤的研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26252018
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 内田 浩二 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (40203533)
• Project Period (FY): 2014-06-27 – 2018-03-31
• Keywords: 脂質メディエーター / プロスタグランジン / 抗炎症 / タンパク質修飾 / 神経細胞分化

Outline of Annual Research Achievements

脂質は3大栄養素のひとつであり、細胞膜の主要な構成成分やエネルギー源であるだけでなく、外界からの刺激に応答して“脂質メディエーター”と呼ばれる生理活性脂質が産生されることで、生体防御や神経伝達などに関与するという重要な機能を有している。中でもプロスタグランジン (PG) 類は、遊離アラキドン酸からシクロオキシゲナーゼ (COX) の触媒によって生成される主要な脂質メディエーターである。PGの一種であるPGD2は睡眠の誘発やアレルギー性炎症に関与する一方、PPARγのリガンドになるなどユニークな生理活性を有するJ2型PGへと代謝されることも知られている。本年度はLC-MS/MSを用いて、変換経路の更なる検討および細胞応答におけるPG類の経時的変化について解析し、PG類の生理活性のさらなる解明を目的として研究を進めた。
PGD2およびその変換産物をLC-MS/MSのプロダクトイオンスキャンモードで解析したところ、検討したすべてのPGにおいて共通のプロダクトイオンが検出された。このことから共通のプロダクトイオンを利用することにより、PGD2の変換産物を解析することとした。in vitroにおけるPGD2の変換についてLC-MS/MSを用いて検討を行ったところ、ヒト血清アルブミン存在下において、これまで知られているΔ12-PGJ2だけでなく、別の新しいPG類の存在が明らかとなった。質量分析およびNMRなどの解析の結果、新たに産生されるPG類としてΔ12-PGD2を同定した。以上のことよりPGD2について新たな変換経路が存在していると予想された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

従来の代謝では、PGD2の一次代謝物としてPGJ2および15d-PGD2が知られていたが、血清アルブミン存在下では、新たな代謝物としてΔ12-PGD2も産生されうることが発見され、抗炎症性プロスタグランジン類生成経路の全容解明に近づいている。

Strategy for Future Research Activity

PGD2およびその変換産物のLC-MS/MSのプロダクトイオンスキャンモードの結果、共通のプロダクトイオンが検出されたことから、LC-MS/MSを用いたPGD2 代謝物の網羅的解析法を確立する。この方法を用い、炎症応答に関与するマクロファージ細胞や、アレルギー応答に関与するマスト細胞に着目し、LC-MS/MSを用いて細胞応答の誘導時における培養上清中のPG類を経時的に検出することを試みる。特に、15d-PGJ2に関しては、安定同位体希釈法による絶対定量法の確立を目指す。同時に、高感度化を目的としたPG類の標識方法の検討を行う。

Research Products

• [Journal Article] Abnormal myofiber morphology and limb dysfunction in claudication. (2015)
  • Author(s): Koutakis, P., Myers, S. A., Cluff, K., Ha, D. M., Haynatzki, G., McComb, R. D., Uchida, K., Miserlis, D., Papoutsi, E., Johanning, J. M., Casale, G. P., and Pipinos, I. I.
  • Journal Title: J. Surg. Res. Volume: J. Surg. Res. Pages: 172-179
  • DOI: 10.1016/j.jss.2015.02.011.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Generation of adducts of 4-hydroxy-2-nonenal with heat shock 60kDa protein 1 in human promyelocytic HL-60 and monocytic THP-1 cell lines. (2015)
  • Author(s): Arcaro, A., Daga, M., Paolo Cetrangolo, G., Ciamporcero, E., Lepore, A., Pizzimenti, A., Petrella, C., Graf, M., Uchida, U., Mamone, G., Ferranti, P., Julian Ames, R., Palumbo, G., BarreraG., and Gentile, F.
  • Journal Title: Oxid Med. Cell. Longev. Volume: 2015 Pages: 296146
  • DOI: 10.1155/2015/296146.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Direct exposure of non-equilibrium atmospheric pressure plasma confers simultaneous oxidative and ultraviolet modifications in biomolecules. (2014)
  • Author(s): Okazaki, Y., Wang, Y., Tanaka, H., Mizuno, M., Nakamura, K., Kajiyama, H., Kano, H., Uchida, K., Kikkawa, F., Hori, M., Shinya Toyokuni, S.
  • Journal Title: J. Clin. Biochem. Nutr. Volume: 55 Pages: 207-215
  • DOI: 10.3164/jcbn.14-40.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Toll-like receptors as a target of food-derived anti-Inflammatory compounds. (2014)
  • Author(s): Shibata, T., Nakashima, F., Honda, K., Lu, Y. J., Kondo, T., Ushida, Y., Aizawa, K., Suganuma, H., Oe, S., Tanaka, H., Takahashi, T. and Uchida, K.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 289 Pages: 32757-32772
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.585901
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ferritin-stimulated lipid peroxidation, lysosomal leak, and macroautophagy promote lysosomal "metastability" in primary hepatocytes determining in vitro cell survival. (2014)
  • Author(s): Krenn, M. A., Schürz, M., Teufl, B., Uchida, K., Eckl, P. M., Bresgen, N.
  • Journal Title: Free Radic. Biol. Med. Volume: 80 Pages: 48-58
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.12.007.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Functional interaction between cyclooxygenase-2 and p53 in response to an endogenous electrophile (2014)
  • Author(s): Kumagai, T., Usami, H., Matsukawa, N., Nakashima, F., Chikazawa, M., Shibata, T., Noguchi, N., and Uchida, K.
  • Journal Title: Redox Biol. Volume: 4 Pages: 74-86
  • DOI: 10.1016/j.redox.2014.11.011.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elastin modification by 4-hydroxynonenal in hairless mice exposed to UV-A. Role in photoaging and actinic elastosis. (2014)
  • Author(s): Larroque-Cardoso, P., Camaré, C., Nadal-WollboldF., Grazide, M. H., Pucelle, M., Garoby-Salom, S., Bogdanowicz, P., Josse, G., Schmitt, A. M., Uchida, K., Zarkovic, K., Salvayre, R., and Nègre-Salvayre, A.
  • Journal Title: J. Invest. Dermatol. Volume: 135 Pages: 1873-1881
  • DOI: 10.1038/jid.2015.84.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Pyrrolation Is a Naturally-occurring Covalent Protein Modification Involved in the Production of DNA Mimic Proteins (2014)
  • Author(s): Koji Uchida
  • Organizer: Asian Biological Medicine Summit Forum in Hangzhou The International Symposium on Natural Products Chemistry and Chemical Biology 2014 & Asian Chemical Biology Initiative 2014 Hangzhou Meeting
  • Place of Presentation: Hangzhou, China
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Food-derived natural inhibitors of TLR signaling (2014)
  • Author(s): Koji Uchida
  • Organizer: HNE club/SAS meeting 2014 Lipids, Oxidation, Antioxidants and・・・・・
  • Place of Presentation: Toulouse, France
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 生体防御反応に関わる機能性食品成分 (2014)
  • Author(s): 内田浩二
  • Organizer: 2014年度 日本生物工学会中部支部例会
  • Place of Presentation: 名古屋大学大学院工学研究科ES総合館、名古屋
  • Year and Date: 2014-08-01 – 2014-08-01
  • Invited
• [Book] 酸化ストレスの医学 (2014)
  • Author(s): 赤川貢、内田浩二
  • Total Pages: 456
  • Publisher: 診断と治療社
• [Book] 細胞工学 (2014)
  • Author(s): 熊谷嘉人、内田浩二
  • Total Pages: 440
  • Publisher: 学研メディカル秀潤社
• [Book] 別冊医学のあゆみ レドックスUPDATE ストレス制御の臨床医学・健康科学 (2014)
  • Author(s): 内田浩二
  • Total Pages: 360
  • Publisher: 医歯薬出版