研究課題
基盤研究(A)
生体微量元素とは、生体中にごく微量しか存在しないが、生体機能に必須な役割を担っていたり、逆に極めて有害な作用を示す元素群である。これらの微量元素群の中で、特に銅・セレン・ヒ素については最近の10年間に劇的な研究の進歩が見られている。研究代表者らは、生体中の微量金属類を化学形態別に分析する手法を展開し、それを応用して金属類とその代謝物や金属結合蛋白質を含めた詳細な代謝機構を解析すること(メタボロミクス)により金属類の化学形態と生物学的機能とを関連づける(メタロミクス)という先駆的研究を実施してきた。以上の背景のもと、本研究は従来の研究を発展・展開させて、金属類が生体内で結合タンパク質等も含めてどのような化学形態をとっているかに注目し、その化学形態に基づいてその生物学的機能を明らかにするということに焦点を当てた。銅については、銅欠乏症であるMenkes病の治療を念頭に置いて、銅過剰時・銅欠乏時に誘導される様々な銅代謝関連遺伝子・蛋白質とメタロチオネインとの関わりを明らかにした。セレンについては、安定同位体マルチラベル法を本研究において開発し、実際に様々な系に応用しセレンの体内動態・代謝機構を詳細に検討した。その結果、セレンは栄養源として取り込む際の化学形によって、分布・代謝・排泄経路が大きく異なる事を直接的に明らかにした。ヒ素については、無機ヒ素の代謝物として生体内で生成する様々な有機ヒ素ついて、元の無機ヒ素化合物とは生体内での挙動が全く異なることを示した。さらに、それらヒ素代謝物の動態・毒性発現機構を検討し、また血漿中のヒ素結合タンパク質を明らかにした。
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