2017 Fiscal Year Research-status Report
細胞内亜鉛イオンによる化学物質の細胞毒性の増強・抑制メカニズム解析
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26340039
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
小山 保夫 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (80214229)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 亜鉛イオン / 細胞毒性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学物質の亜鉛イオン依存性細胞毒性について解析を行い、以下の実験成績を得た。
（１）生物殺戮な化学物質（殺菌剤、防腐剤、農薬など／塩化ベンザルコニウム、ブチルハイドロキノン、クロロタロニルなど）については細胞内亜鉛イオン濃度を変化を伴う細胞毒性が広く認められた。よって、カルシウムイオンと同様に亜鉛イオンも細胞死メカニズムに深く関与していることが示唆できた。
（２）上記の生物殺戮な化学物質以外、コーヒー飲料成分（ヒドロキシヒドロキノン、ビニルカテコール）や細菌のクロラムセンシング分子（オキソドデカノイルホモセリンラクトン）にも細胞内亜鉛イオン濃度上昇を起こさせる作用が確認できた。但し、ヒドロキシヒドロキノンでは亜鉛イオン依存性・非依存性の両方の細胞毒性が考えられた。
（３）通常、化学物質が誘発する酸化ストレスによる細胞死は細胞内亜鉛イオン濃度上昇により促進する。しかし、細胞内亜鉛イオン濃度上昇や細胞内チオール低下を起こす農薬ジラムが過酸化水素による細胞死を抑制するという現象が確認できた。即ち、細胞死に関係するような要因については促進的な現象が認められているにも関わらず、細胞死が抑制（もしくは遅延）されるという擬似的な細胞保護作用（Pseudo-cytoprotective action）が起こってしまった。これは本研究の根幹に関わる現象であり、詳細な検討が必要になった。
（４）Pseudo-cytoprotective actionという用語はGoogle Scholarで検索を行っても出て来ない。細胞毒性という分野では見逃されてきた現象と考えられる。その意味で詳細な追加研究が必要である。
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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
生物殺戮な化学物質の細胞死の亜鉛イオン依存性メカニズムについては順調に実験結果を積み重ね、2017年度では１０編以上の論文を国際誌に発表できた。しかし、農薬ジラムの実験で、細胞死に関係するような要因については亜鉛イオン依存性の促進が考えられるにも関わらず、結果である細胞死については抑制（もしくは遅延）が起こり、擬似的な細胞保護作用（Pseudo-cytoprotective action）という概念が出てきた。この概念が正当か、実験的に検証している。この概念は検索でも出て来ない。しかし、現象としては十分に起こりうることで、これまで見逃されてきた部分と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の【研究実績の概要】と【現在までの進捗状況】に記述したように、細胞死を引き起こす要因（例えば、細胞内亜鉛イオン・カルシウムイオン濃度上昇、細胞内非タンパクチオール量低下など）については促進しているが、細胞死そのものは抑制あるいは遅延している現象が起こった。この現象（Pseudo-protective action）を解明するには細胞死プロセスを段階的に一つ一つ解析していくしか良い方策はない。細胞死プロセスの解析自体は難しい課題でなく、１年の期間で十分な成果を出すことは可能である。
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| Causes of Carryover |
【次年度使用額が生じた理由】
以下の要因で経費の支出が減った為に、次年度使用額が生じた。（１）研究計画は進展したが、【雑誌論文】に示したように１０編以上の論文を投稿しており、論文作成に多くの時間を要した。この為に、実験回数が予想以下となった。（２）また、予想外の現象（Pseudo-cytoprotective action）が出た為に、その確認実験が必要になり、経費を要する新規実験の回数が減った。（３）教員一人の研究室であり、多忙を極め、学会出張を避けた。この為に旅費の執行が無かった。また、（４）適正な執行となるように計画を遂行した。
【使用計画】
Pseudo-cytoprotective action の確認実験およびメカニズム解析のために４０万円を「物品費」に、学会参加・研究打ち合わせのために２０万円を「旅費」に、実験動物飼育管理および研究補助のために４０万円を「人件費・謝金」に、残額（５万円）を「その他」に併せて使用する予定である。
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