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神経系における活性イオウ分子種によるレドックスシグナル制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 16H04674
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

居原 秀  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60254447)

研究分担者 澤 智裕  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756)
中嶋 秀満  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (30405360)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード活性イオウ分子 / レドックスシグナル / 神経変性 / 活性イオウ分子種 / 細胞内情報伝達 / レドックッスシグナル
研究成果の概要

神経系において活性酸素、レドックスシグナルは、病理・生理学的に重要であるが、その内在性制御因子である活性イオウ分子種に関する知見はほとんどなかった。神経変性の細胞モデル実験として、ラット小脳ニューロンを用いてメチル水銀毒性の分子メカニズムを解析した。メチル水銀は、レドックスシグナル二次分子である8-ニトロ-cGMPレベルを上昇させ、H-Ras/MAPK/細胞死シグナルを活性化すること、メチル水銀は、Sービス体を形成することで活性イオウ分子種を枯渇させ、8-ニトロ-cGMPを介した毒性シグナルを増強していること、外因性の活性イオウドナーが毒性を軽減することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

メチル水銀を用いた酸化ストレスを介する神経変性疾患モデルで、神経毒性の発現にレドックスシグナルの亢進と細胞内の活性イオウ分子種の枯渇が一因であることを明らかにした。また、外因的活性イオウ分子ドナーによる細胞内活性イオウ分子の補充が、神経毒性を緩和することを明らかにしている。これらの結果は、活性イオウ分子が神経変性疾患の治療ターゲットになることを示唆している。また、新規の活性イオウ分子ドナーの開発、活性イオウ分子の生合成酵素の同定も行っているので、今後これらの知見をベースにした神経変性疾患に対する新たな治療戦略が展開されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 6件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 11件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced Cellular Polysulfides Negatively Regulate TLR4 Signaling and Mitigate Lethal Endotoxin Shock2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tianli、Ono Katsuhiko、Tsutsuki Hiroyasu、Ihara Hideshi、Islam Waliul、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: in press 号: 5 ページ: 686-698.e4

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2019.02.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Redox regulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV via oxidation of its active-site cysteine residue2019

    • 著者名/発表者名
      Takata Tsuyoshi、Kimura Jun、Ihara Hideshi、Hatano Naoya、Tsuchiya Yukihiro、Watanabe Yasuo
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 130 ページ: 99-106

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2018.10.440

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP attenuates context-dependent fear memory in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Y, Kasamatsu S, Yanai S, Endo S, Akaike T, Ihara H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 511 号: 1 ページ: 141-147

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.01.138

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SNAP-25 S-Guanylation and SNARE Complex Formation.2019

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Y, Akaike T, Ihara H.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1860 ページ: 163-173

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8760-3_9

    • ISBN
      9781493987597, 9781493987603
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polysulfide stabilization by tyrosine and hydroxyphenyl-containing derivatives that is important for a reactive sulfur metabolomics analysis.2019

    • 著者名/発表者名
      Hamid HA, Tanaka A, Ida T, Nishimura A, Matsunaga T, Fujii S, Morita M, Sawa T, Fukuto JM, Nagy P, Tsutsumi R, Motohashi H, Ihara H, Akaike T.
    • 雑誌名

      Redox Biol

      巻: 21 ページ: 101096-101096

    • DOI

      10.1016/j.redox.2019.101096

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 2-Oxo-histidine-containing dipeptides are functional oxidation products2018

    • 著者名/発表者名
      Ihara Hideshi、Kakihana Yuki、Yamakage Akane、Kai Kenji、Shibata Takahiro、Nishida Motohiro、Yamada Ken-ichi、Uchida Koji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 4 ページ: 1279-1289

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.006111

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of nitric oxide/reactive oxygen species signaling via 8-nitro-cGMP formation in 1-methyl-4-phenylpyridinium ion-induced neurotoxicity in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda Kumiko、Tsutsuki Hiroyasu、Kasamatsu Shingo、Ida Tomoaki、Takata Tsuyoshi、Sugiura Kikuya、Nishida Motohiro、Watanabe Yasuo、Sawa Tomohiro、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 3 ページ: 2165-2170

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.088

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP attenuates the interaction between SNARE complex and complexin through S-guanylation of SNAP-252018

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Y, Kunieda K, Kitamura A, Kakihana Y, Akaike T, Ihara H.
    • 雑誌名

      ACS Chem Neurosci

      巻: 9 号: 2 ページ: 217-223

    • DOI

      10.1021/acschemneuro.7b00363

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cysteinyl-tRNA synthetase governs cysteine polysulfidation and mitochondrial bioenergetics2017

    • 著者名/発表者名
      Akaike Takaaki、、、Nishida Motohiro(4)、、、、、、Fujii Shigemoto(20)、、、Motohashi Hozumi(26)
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1177-1177

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01311-y

    • NAID

      120007134656

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exposure to Electrophiles Impairs Reactive Persulfide-Dependent Redox Signaling in Neuronal Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Ihara Hideshi、Kasamatsu Shingo、Kitamura Atsushi、Nishimura Akira、Tsutsuki Hiroyasu、Ida Tomoaki、Ishizaki Kento、Toyama Takashi、Yoshida Eiko、Abdul Hamid Hisyam、Jung Minkyung、Matsunaga Tetsuro、Fujii Shigemoto、Sawa Tomohiro、Nishida Motohiro、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Chem. Res. Toxicol

      巻: 30 号: 9 ページ: 1673-1684

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.7b00120

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reactive sulfur species inactivate Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV via S-polysulfidation of its active-site cysteine residue2017

    • 著者名/発表者名
      Takata T, Ihara H, Hatano N, Tsuchiya Y, Akaike T, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Biochem J

      巻: 474 号: 15 ページ: 2547-2562

    • DOI

      10.1042/bcj20170092

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferulic acid and its water-soluble derivatives inhibit nitric oxide production and inducible nitric oxide synthase expression in rat primary astrocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Kikugawa M, Ida T, Ihara H, Sakamoto T
    • 雑誌名

      Bioscience, biotechnology, and biochemistry

      巻: 81 号: 8 ページ: 1607-1611

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1336925

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP promotes bone growth through expansion of growth plate cartilage2017

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Marie、Kaneko Kotaro、Miyamoto Yoichi、Yoshimura Kentaro、Suzuki Dai、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro、Ida Tomoaki、Fujii Shigemoto、Ihara Hideshi、Tanaka Junichi、Tsukuura Risa、Chikazu Daichi、Mishima Kenji、Baba Kazuyoshi、Kamijo Ryutaro
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med

      巻: 110 ページ: 63-71

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2017.05.022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of L-cysteine derivatives containing stable sulfur isotopes and application of this synthesis to reactive sulfur metabolome2017

    • 著者名/発表者名
      Ono K, Jung M, Zhang T, Tsutsuki H, Sezaki H, Ihara H, Wei FY, Tomizawa K, Akaike T, Sawa T.
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med

      巻: 106 ページ: 69-79

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2017.02.023

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superoxide generation from nNOS splice variants and its potential involvement in redox signal regulation2017

    • 著者名/発表者名
      Ihara H, Kitamura A, Kasamatsu S, Ida T, Kakihana Y, Tsutsuki H, Sawa T, Watanabe Y, Akaike T.
    • 雑誌名

      Biochem J

      巻: 474 号: 7 ページ: 1149-1162

    • DOI

      10.1042/bcj20160999

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantitative determination of polysulfide in albumins, plasma proteins and biological fluid samples using a novel combined assays approach2017

    • 著者名/発表者名
      keda, M. Ishima, Y. Shibata, A. Chuang, V. T. G. Sawa, T. Ihara, H. Watanabe, H. Xian, M. Ouchi, Y. Shimizu, T. Ando, H. Ukawa, M. Ishida, T. Akaike, T. Otagiri, M. Maruyama, T.
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 969 ページ: 18-25

    • DOI

      10.1016/j.aca.2017.03.027

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 酸化イミダゾールジペプチドの検出2018

    • 著者名/発表者名
      垣花優希,山陰茜,柴田貴広,内田浩二,居原秀
    • 学会等名
      レドックス研究会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酸化イミダゾールジペプチド産生の分子メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      垣花優希,内田浩二,居原秀
    • 学会等名
      第18 回日本NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体内における2-cysteinyl carnosine の検出2018

    • 著者名/発表者名
      田中アキラ,居原秀
    • 学会等名
      第18 回日本NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 活性イオウ分子解析システムの開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第18 回日本NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メチル水銀による活性イオウ分子種依存的レドックスシグナルの破綻2018

    • 著者名/発表者名
      居原秀, 北村篤志, 笠松真吾, 井田智章, 西田基宏, 澤智裕, 熊谷嘉人, 赤池 孝章
    • 学会等名
      第45回日本毒性学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀の新規毒性発現機構―活性イオウ分子/レドクスシグナル制御系の破綻―2018

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第72回日本細菌学会東北支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イミダゾールジペプチドによる抗酸化メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第16回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A NOVEL MECHANISM FOR ELECTROPHILIC CYTOTOXICITY VIA IMPAIRMENT OF REACTIVE PERSULFIDE SPECIES-REGULATED REDOX SIGNALING2018

    • 著者名/発表者名
      H Ihara, S Kasamatsu, M Nishida, T Sawa, Y Kumagai, T Akaike
    • 学会等名
      第10 回国際NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRANSLATION-COUPLED PROTEIN POLYSULFIDATION, A UNIQUE BIOSYNTHESIS PATHWAY OF CYSTEINE PERSULFIDE2018

    • 著者名/発表者名
      T Ida, A Nishimura, M Morita, H Ihara, T Sawa, S Fujii, H Motohashi, T Akaike
    • 学会等名
      第10 回国際NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NEURONAL NOS EXPRESSION PROMOTES ACETYLCHOLINE RECEPTOR SIGNALING ENHANCEMENT2018

    • 著者名/発表者名
      Y Tsuchiya, T Takata, H Ihara, Y Watanabe
    • 学会等名
      第10 回国際NO学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exposure to Electrophiles Impairs Reactive Persulfide-dependent Redox Signaling in Neuronal Cells2018

    • 著者名/発表者名
      H Ihara
    • 学会等名
      第91回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅イオン特異的な酸化イミダゾールジペプチド産生2018

    • 著者名/発表者名
      垣花優希,内田浩二,居原秀
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 安定同位体イオウで標識されたシステイン誘導体の合成と活性イオウメタボロームの構築2017

    • 著者名/発表者名
      小野勝彦、ジョンミンキョン、張田力、津々木博康、居原秀、瀬崎浩史、赤池孝章、澤智裕
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ニコチン性アセチルコリン受容体を介した細胞内信号系におけるNO合成酵素とそのSer847リン酸化修飾の意義2017

    • 著者名/発表者名
      土屋幸弘 、丹澤夏実、高田剛、居原秀、渡邊泰男
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレスに対する細胞内カルノシンの神経保護効果2017

    • 著者名/発表者名
      山陰茜、垣花優希、柴田貴広、内田浩二、居原秀
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 活性硫黄分子種によるアミロイドβ毒性の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      松原実咲、赤池孝章、居原秀
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 活性イオウ分子によるカルモデュリンキナーゼIVのポリスルフィド化とその意義2017

    • 著者名/発表者名
      高田剛、居原秀、土屋幸弘 、赤池孝章、渡邊泰男
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アルコールデヒドロゲナーゼ5の酵素活性制御におけるタンパク質ポリサルファ化機能2017

    • 著者名/発表者名
      井田智章、笠松真吾、Morshedul Alam、守田匡伸、居原秀、西村明 、松永哲郎 、藤井重元、本橋ほづみ、赤池孝章
    • 学会等名
      第17回日本NO学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレスに依存して酸化イミダゾールジペプチドが産生される2017

    • 著者名/発表者名
      垣花優希 、山陰茜、柴田貴広、内田浩二、居原秀
    • 学会等名
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 硫化水素/活性イオウ分子種を簡易検出するための抗体の作製2017

    • 著者名/発表者名
      居原秀、笠松真吾、赤池 孝章
    • 学会等名
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 内因性親電子シグナル経路と活性イオウ分子のクロストークと環境毒性学2017

    • 著者名/発表者名
      居原秀
    • 学会等名
      第44回日本毒性学会学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The effect of 8-nitro-cGMP on SNARE complex2017

    • 著者名/発表者名
      岸本祐典、柳井修一、遠藤昌吾、赤池孝章、居原 秀
    • 学会等名
      第60回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] S-guanylation of SNAP-25 by 8-nitro-cGMP attenuates the interaction of SNARE complex with complexin2017

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Y, Kunieda K, Akaike T, Ihara H
    • 学会等名
      2017 ISN-ESN Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection and quantification of 2-oxo-histidine-containing dipeptides2017

    • 著者名/発表者名
      Hideshi Ihara, Yuki Kakihana, Akane Yamakage, Takahiro Shibata, Koji Uchida
    • 学会等名
      SFRBM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化イミダゾールジペプチドの発見と生成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      垣花優希、居原秀、山陰茜、柴田貴広、内田浩二
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 親電子性物質による活性イオウ分子種依存性レドックスシグナルの破綻2017

    • 著者名/発表者名
      北村篤志、笠松真吾 、西村明、井田智章 、西田基宏、熊谷嘉人、赤池孝章、居原秀
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アセチルコリン受容体信号系におけるNOSによるレドックス制御の意義2017

    • 著者名/発表者名
      土屋幸弘、井出亜弓、内藤恵、丹澤夏実、高田剛、居原秀、渡邊泰男
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ニトロソグルタチオン還元酵素(GSNOR)選択的欠損マウスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      松永哲郎、西村明、笠松真吾、Morshedul Alam、井田智章、守田匡伸、居原秀、藤井重元、下田 翔、西田基宏、本橋ほづみ、赤池孝章
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀の新たな毒性メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      西村 明、西村 明幸、笠松真吾、居原 秀、松永哲郎、井田智章、守田匡伸、 藤井重元、熊谷嘉人、西田基宏、赤池孝章
    • 学会等名
      第66回東北公衆衛生学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 活性イオウ分子種によるメチル水銀毒性制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      北村篤志 笠松真吾 津々木博康 井田智章 藤井重元 澤智裕 赤池孝章 居原秀
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 特定のサルファイド化合物に結合する抗体及びその使用2017

    • 発明者名
      居原 秀
    • 権利者名
      大阪府立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-031238
    • 出願年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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