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体内時計調節システムにおける内在性一酸化炭素の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H02208
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 生物分子化学
研究機関同志社大学

研究代表者

北岸 宏亮  同志社大学, 理工学部, 教授 (60448090)

研究分担者 佐上 郁子  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 研究員 (10143033)
根木 滋  同志社女子大学, 薬学部, 准教授 (50378866)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード一酸化炭素 / 体内時計 / 概日リズム / ヘム / 炎症 / 時計遺伝子 / シクロデキストリン / サーガディアンリズム / 超分子錯体 / ガスバイオロジー
研究成果の概要

生体内一酸化炭素を選択的に除去する超分子化合物hemoCDを用いて,細胞および動物体内に存在する内在性COを捕捉し,その際に起こる時計遺伝子群の発現量変化を追跡することで,概日リズム制御システムにおける内在性COの役割解明を試みた。内在性COの欠乏により時計遺伝子PerおよびCryの発現に大きな乱れが観測され,体内時計の制御には内在性COが役割を果たしていることが示された。さらにそのメカニズムについて検討した結果,CO応答性転写因子であるNPAS2およびCLOCKの活性変化に加えて,CO除去により誘発される炎症反応が時計システムに影響を与えていることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有毒ガスとして知られる一酸化炭素が体内時計の調節に不可欠な存在であるという直接的な実験的証拠が得られた。学術的にガスバイオロジーの研究成果として意義深いとともに,体内時計の乱れは様々な疾病を引き起こすことが知られているが,そのメカニズム解明の一端を明らかにした研究成果である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件) 産業財産権 (4件)

  • [国際共同研究] パリ第12大学/ストラスブール大学/レンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Intracellular Delivery of Adamantane-tagged Small Molecule, Proteins, and Liposomes Using an Octaarginine-conjugated β-Cyclodextrin2020

    • 著者名/発表者名
      H. Kitagishi, M. Jiromaru, N. Hasegawa
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: - 号: 8 ページ: 4902-4911

    • DOI

      10.1021/acsabm.0c00421

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modelling haemoproteins: porphyrins and cyclodextrins as sources of inspiration2019

    • 著者名/発表者名
      Vonesch Maxime、Wytko Jennifer A.、Kitagishi Hiroaki、Kano Koji、Weiss Jean
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 97 ページ: 14558-14565

    • DOI

      10.1039/c9cc07545c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Supramolecular Complexation in Biological Media: NMR Study on Inclusion of an Anionic Tetraarylporphyrin into a Per‐ O ‐Methylated β‐Cyclodextrin Cavity in Serum, Blood, and Urine2019

    • 著者名/発表者名
      Kitagishi Hiroaki、Saito Mai、Mao Qiyue、Kiriyama Akiko、Negi Shigeru、Kano Koji
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 14 号: 19 ページ: 3320-3328

    • DOI

      10.1002/asia.201900983

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Biological Evaluation of Manganese- and Ruthenium-based Hybrid CO-RMs (HYCOs)2019

    • 著者名/発表者名
      A. Ollivier, R. Foresti, Z. El Ali, T. Martens, H. Kitagishi, R. Motterlini, M. Rivard
    • 雑誌名

      ChemMedChem

      巻: 14 号: 18 ページ: 1684-1691

    • DOI

      10.1002/cmdc.201900426

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Circadian clock disruption by selective removal of endogenous carbon monoxide2018

    • 著者名/発表者名
      Minegishi Saika、Sagami Ikuko、Negi Shigeru、Kano Koji、Kitagishi Hiroaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 11996-11996

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30425-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimized synthesis of a per-O-methylated β-cyclodextrin dimer linked at the secondary face by a pyridine ligand2018

    • 著者名/発表者名
      Mao Qiyue、Kitagishi Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry

      巻: 93 号: 1-2 ページ: 67-76

    • DOI

      10.1007/s10847-018-0839-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEGylated carboxyhemoglobin bovine (SANGUINATE) ameliorates myocardial infarction in a rat model2018

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Akira T.、Salybekov Amankeldi A.、Yamano Mariko、Kitagishi Hiroaki、Sekine Kaori、Tamaki Tetsuro
    • 雑誌名

      Artificial Organs

      巻: 42 号: 12 ページ: 1174-1184

    • DOI

      10.1111/aor.13384

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 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] Carbon monoxide?induced metabolic switch in adipocytes improves insulin resistance in obese mice2018

    • 著者名/発表者名
      Braud Laura、Pini Maria、Muchova Lucie、Manin Sylvie、Kitagishi Hiroaki、Sawaki Daigo、Czibik Gabor、Ternacle Julien、Derumeaux Genevi?ve、Foresti Roberta、Motterlini Roberto
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 3 号: 22

    • DOI

      10.1172/jci.insight.123485

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Biological roles of endogenous carbon monoxide in blood2020

    • 著者名/発表者名
      H. Kitagishi
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Blood Substitutes and Oxygen Therapeutics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular porphyrin-cyclodextrin complexes as the versatile biomimetic chemical compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kitagishi
    • 学会等名
      Supramolecular Chemistry of Nitrogen Ligands
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体内一酸化炭素の擬ノックダウン法による機能解明2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第6回バイオ関連シンポジウム若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内COの除去による体内時計の変化2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮,峯岸 彩夏, 佐上 郁子,根木 滋,加納 航治
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体内一酸化炭素の選択的除去が及ぼす体内時計システムへの影響2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮,峯岸 彩夏, 佐上 郁子,根木 滋,加納 航治
    • 学会等名
      第25回日本血液代替物学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] Detection and removal of endogenous CO in vitro and in vivo by an aqueous hemoprotein model complex2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kitagishi
    • 学会等名
      10th International Conference on Heme Oxygenase 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体で機能するヘムタンパク質モデル としてのメチル化シクロデキストリン/ 鉄ポルフィリン包接錯体2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第12回多糖の未来フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高親和性分子間相互作用がもたらす“擬ノックダウン法”の提案2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第3回先端ケミカルバイオロジー研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命研究に役立つ ヘムタンパク質ミメティック錯体2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内一酸化炭素の擬ノックダウン法による機能解明2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第6回バイオ関連シンポジウム若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内COの除去による体内時計の変化2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮,峯岸 彩夏, 佐上 郁子,根木 滋,加納 航治
    • 学会等名
      第6回バイオ関連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生体で機能するヘムタンパク質モデルとしてのメチル化シクロデキストリン/鉄ポルフィリン包接錯体2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第12回多糖の未来フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高親和性分子間相互作用がもたらす“擬ノックダウン法”の提案2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第3回先端ケミカルバイオロジー研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命研究に役立つヘムタンパク質ミメティック錯体2018

    • 著者名/発表者名
      北岸 宏亮
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 一酸化炭素の定量方法2020

    • 発明者名
      北岸 宏亮,毛 斉悦
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-010710
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 新規化合物、炎症性疾患の予防及び/又は治療のための薬剤、又は、一酸化炭素送達物質2019

    • 発明者名
      北岸 宏亮,高山 実花子, R. Motterlini
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-040610
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 新規化合物、炎症性疾患の予防及び/又は治療のための薬剤、又 は、一酸化炭素送達物質2019

    • 発明者名
      同志社大学
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 新規化合物、炎症性疾患の予防及び/又は治療のための薬剤、又は、一酸化炭素送達物質2019

    • 発明者名
      同志社大学
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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