腸の生理機能維持に働くプロスタグランジン代謝の機能解明

• 研究課題/領域番号: 17H05028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 黒木 勝久 宮崎大学, 農学部, 准教授 (20647036)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円); 2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2017年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: プロスタグランジン / α,β-不飽和カルボニル / 腸 / 硫酸化 / グルタチオン化 / サイトカイン / in vivoノックダウン / LC-MS / 代謝 / in vivo ノックダウン

研究成果の概要

抱合型代謝酵素である硫酸転移酵素とグルタチオン転移酵素に着目し、腸管におけるシクロペンテノン型プロスタグランジン代謝の役割を調査した。その結果、プロスタグランジン抱合代謝物は、炎症や癌に関わるプロスタグランジン受容体を負に制御し、炎症性サイトカインの発現を抑制することが明らかになった。マウスを用いた結果でも、炎症性サイトカイン発現抑制作用が確認され、プロスタグランジン抱合代謝酵素の腸管炎症抑制機能が明らかとなった。さらに、抱合酵素はプロスタグランジンの過酸化代謝物のアポトーシス作用を制御することで、絨毛の調節を行っていることも示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸は食事を始めとした様々な刺激に対応する免疫機構を有している。プロスタグランジンは絨毛や腸管免疫をコントロールする重要な分子である。本研究成果により、硫酸化とグルタチオン化によるプロスタグランジン抱合代謝が炎症を抑える新たな機構を見出すことが出来た。腸は炎症疾患や癌が起こりやすい臓器であるため、プロスタグランジン抱合代謝物を有効に利用することで、腸の炎症性疾患の改善に期待ができるだけでなく、その他の炎症性疾患の改善に繋がることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] トレド大学(米国)
• [国際共同研究] The University of Toledo(米国)
• [国際共同研究] The University of Toledo(米国)
• [国際共同研究] The University of Toledo(米国)
• [雑誌論文] Impact of Human SULT1E1 Polymorphisms on the Sulfation of 17β-Estradiol, 4-Hydroxytamoxifen, and Diethylstilbestrol by SULT1E1 Allozymes (2020)
  • 著者名/発表者名: El Daibani Amal A.、Alherz Fatemah A.、Abunnaja Maryam S.、Bairam Ahsan F.、Rasool Mohammed I.、Kurogi Katsuhisa、Liu Ming-Cheh
  • 雑誌名: European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics 巻: 46 号: 1 ページ: 105-118
  • DOI: 10.1007/s13318-020-00653-1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of indole and indoxyl on the intracellular oxidation level and phagocytic activity of differentiated HL-60 human macrophage cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi S, Tokunaga Y, Shimizu S, Kinoshita H, Ono M, Kurogi K, Sakakibara Y, Suiko M, Liu M-C, Yasuda S.
  • 雑誌名: J Toxicol Sci 巻: 45 号: 9 ページ: 569-579
  • DOI: 10.2131/jts.45.569
  • NAID: 130007895031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional analysis of novel sulfotransferases in the silkworm Bombyx mori (2020)
  • 著者名/発表者名: Bairam Ahsan F.、Kermasha Zainab W.、Liu Ming‐Cheh、Kurogi Katsuhisa、Yamamoto Kohji
  • 雑誌名: Archives of Insect Biochemistry and Physiology 巻: 104 号: 3
  • DOI: 10.1002/arch.21671
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of the effects of indoxyl sulfate, a uremic toxin, on the intracellular oxidation level and phagocytic activity using an HL-60-differentiated human macrophage cell model. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi, S., Tokunaga, Y., Shimizu, S., Kinoshita, H., Ono, M., Kurogi, K., Sakakibara, Y, Suiko, M., Liu, M.C., Yasuda, S.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 84 号: 5 ページ: 1023-1029
  • DOI: 10.1080/09168451.2020.1715782
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 生物進化に伴う硫酸イオン代謝と代謝変換酵素の多様な生理機能 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒木勝久、橋口拓勇、榊原陽一
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 58 ページ: 511-519
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒトcytosolic sulfotransferase 発現大腸菌を用いた硫酸化ポリフェノール類の部位選択的合成とその応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 下平武彦，黒木勝久，橋口拓勇，水光正仁，榊原陽一
  • 雑誌名: 硫酸と工業 巻: 73 ページ: 127-133
  • NAID: 40022422358
• [雑誌論文] 脂溶性ビタミンの硫酸抱合代謝 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橋口 拓勇、黒木 勝久、水光 正仁、榊原 陽一
  • 雑誌名: ビタミン 巻: 93 号: 3 ページ: 128-132
  • DOI: 10.20632/vso.93.3_128
  • NAID: 130007822436
  • ISSN: 0006-386X, 2424-080X
  • 年月日: 2019-03-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of SULT2B1 genetic polymorphisms on the sulfation of dehydroepiandrosterone and pregnenolone by SULT2B1b allozymes (2019)
  • 著者名/発表者名: Alherz Fatemah A.、El Daibani Amal A.、Abunnaja Maryam S.、Bairam Ahsan F.、Rasool Mohammed I.、Sakakibara Yoichi、Suiko Masahito、Kurogi Katsuhisa、Liu Ming-Cheh
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Endocrinology 巻: 496 ページ: 110535-110535
  • DOI: 10.1016/j.mce.2019.110535
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of SULT1A3/SULT1A4 genetic polymorphisms on the sulfation of phenylephrine and salbutamol by human SULT1A3 allozymes (2019)
  • 著者名/発表者名: Bairam Ahsan F.、Rasool Mohammed I.、Alherz Fatemah A.、Abunnaja Maryam S.、El Daibani Amal A.、Gohal Saud A.、Alatwi Eid S.、Kurogi Katsuhisa、Liu Ming-Cheh
  • 雑誌名: Pharmacogenetics and Genomics 巻: 29 号: 5 ページ: 99-105
  • DOI: 10.1097/fpc.0000000000000371
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of the human SULT1A1 polymorphisms on the sulfation of acetaminophen,O-desmethylnaproxen, and tapentadol (2019)
  • 著者名/発表者名: Rasool Mohammed I.、Bairam Ahsan F.、Gohal Saud A.、El Daibani Amal A.、Alherz Fatemah A.、Abunnaja Maryam S.、Alatwi Eid S.、Kurogi Katsuhisa、Liu Ming-Cheh
  • 雑誌名: Pharmacological Reports 巻: 71 号: 2 ページ: 257-265
  • DOI: 10.1016/j.pharep.2018.12.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ステロイド代謝におけるステロイドの硫酸化反応の制御とその生理的意義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橋口拓勇, 黒木勝久, 水光正仁, 榊原陽一
  • 雑誌名: 硫酸と工業 巻: 72 ページ: 8-14
  • NAID: 40022008558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of zebrafish steroid sulfatase and comparative analysis of the enzymatic properties with human steroid sulfatase (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurogi, K., Yoshihama, M., Williams, F.E., Kenmochi, N., Sakakibara, Y., Suiko, M., Liu, M.-C.
  • 雑誌名: The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology 巻: 185 ページ: 110-117
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2018.08.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of human SULT1A3 / SULT1A4 genetic polymorphisms on the sulfation of acetaminophen and opioid drugs by the cytosolic sulfotransferase SULT1A3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Bairam Ahsan F.、Rasool Mohammed I.、Alherz Fatemah A.、Abunnaja Maryam S.、El Daibani Amal A.、Kurogi Katsuhisa、Liu Ming-Cheh
  • 雑誌名: Archives of Biochemistry and Biophysics 巻: 648 ページ: 44-52
  • DOI: 10.1016/j.abb.2018.04.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On the role of genetic polymorphisms in the cholesterol by human cytosolic sulphotransferase SULT2B1b (2018)
  • 著者名/発表者名: Alherz, F.A., Daibani, A.A., Bairam, A.F., Abunnaja, M.S., El, Rasool, M.I., Kurogi, K., Sakakibara, Y., Suiko, M., Liu, M.-C.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 164 号: 3 ページ: 215-221
  • DOI: 10.1093/jb/mvy042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The critical role of His48 in mouse cytosolic sulfotransferase SULT2A8 for the 7alfa-hydroxyl sulfation of bile acids (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimohira, T., Kurogi, K., Liu, M.-C., Suiko, M., Sakakibara, Y.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 82 号: 8 ページ: 1359-136
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1464897
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of genetic polymorphisms on the sulfation of dehydroepiandrosterone and pregnenolone by human cytosolic sulfotransferase SULT2A1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Abunnaja, M.S., Alherz, F.A., El, Daibani, A.A., Bairam, A.F., Rasool, M.I., Gohal, S.A., Kurogi, K., Sakakibara, Y., Suiko, M., Liu, M.-C.
  • 雑誌名: Biochemistry and Cell Biology 巻: 96 号: 5 ページ: 655-662
  • DOI: 10.1139/bcb-2017-0341
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Radical scavenging effects of 1-naphthol, 2-naphthol, and their sulfate-conjugates (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugahara S, Fukuhara K, Tokunaga Y, Tsutsumi S, Ueda Y, Ono M, Kurogi K, Sakakibara Y, Suiko M, Liu M-C, Yasuda S.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 43 号: 3 ページ: 213-221
  • DOI: 10.2131/jts.43.213
  • NAID: 130006507410
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sulfation of catecholamines and serotonin by SULT1A3 allozymes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Bairam, A.F., Rasool, M.I., Alherz, F.A., Abunnaja, M.S., El Daibani, A.A., Gohal, S.A., Kurogi, K., Sakakibara, Y., Suiko, M., Liu, M.-C.
  • 雑誌名: Biochamical Pharmacology 巻: 151 ページ: 104-113
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2018.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of human sulfotransferase 2A1 genetic polymorphisms 3 on the sulfation of Tibolone. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miller, E., Zalzala, M.H., Abunnaja, M.S, Kurogi, K., Sakakibara, Y., Suiko, M., Liu, M.-C.
  • 雑誌名: European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics 巻: - 号: 4 ページ: 415-421
  • DOI: 10.1007/s13318-017-0458-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Δ4-3-Ketosteroids as a new class of substrates for the cytosolic sulfotransferases. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi, T., Kurogi, K., Shimohira, T., Teramoto, T., Liu, M.-C., Suiko, M., Sakakibara, Y.10.1016/j.bbagen.2017.08.005.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1861 号: 11 ページ: 2883-2890
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.08.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 生物進化に伴った硫酸転移酵素の多様性に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 黒木勝久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度仙台大会
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞質硫酸転移酵素の核内受容体応答に対する網羅的な発現定量解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 黒木勝久、玉井 健一郎、大田 輝、眞鍋 曜子、Liu Ming-Cheh、水光 正仁、榊原 陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度仙台大会
• [学会発表] 質量分析計を用いたレスベラトロール構造異性体の硫酸化代謝物解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中野 悠、黒木 勝久、Liu Ming-Cheh、水光 正仁、榊原 陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度仙台大会
• [学会発表] 食品成分抱合型代謝産物の質量分析計を用いた解析法の確立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中野悠、黒木勝久、Ming-Cheh Liu、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 2020年度日本フードファクター学会・日本農芸化学会西日本支部合同大会
• [学会発表] ゼブラフィッシュ用いたPAPS合成酵素発現阻害による硫酸化の生理機能解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 奥田菜月、黒木勝久、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 2020年度日本フードファクター学会・日本農芸化学会西日本支部合同大会
• [学会発表] a,b-不飽和カルボニル基を標的とした新規硫酸化反応 (2020)
  • 著者名/発表者名: 〇黒木勝久
  • 学会等名: レドックス・ライフイノベーション第170委員会20周年記念若手シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] プロスタグランジン A2 硫酸抱合体のプロスタグランジ ン受容体を介した生理機能の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 〇児玉直輝, 黒木勝久, Ming-Cheh Liu, 水光正仁, 榊原陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度福岡大会
• [学会発表] 食品成分抱合型代謝産物の質量分析解析法の確立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 〇中野悠, 黒木勝久, Ming-Cheh Liu, 水光正仁, 榊原陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度福岡大会
• [学会発表] コモンマーモセット硫酸転移酵素SULT1Cサブファミリーの酵素諸性質解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 〇眞鍋曜子, 黒木勝久, Ming-Cheh Liu, 水光正仁, 榊原陽一
  • 学会等名: 2019年度日本生化学会九州支部例会
• [学会発表] 高エネルギー硫酸ヌクレオチド分子を利用した生体内代謝：硫酸転移酵素の多様な生理機能の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 〇黒木勝久, 寺本岳大, 角田佳充, Ming-Cheh Liu, 水光正仁, 榊原陽一
  • 学会等名: 第57回日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 脂肪酸由来a,b-不飽和アルデヒドの硫酸化による代謝の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 〇黒木勝久, 児玉直輝, 横田磨白, Ming-Cheh Liu, 水光正仁, 榊原陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度西日本・中四国支部合同沖縄大会
• [学会発表] Targeted proteomics approach to the simultaneous evaluation of multiple functions of food components (2019)
  • 著者名/発表者名: 〇Katsuhisa Kurogi, Ota Akira, Kiyoko Nagahama, Masahito Suiko, Yoichi Sakakibara
  • 学会等名: ICoFF2019 (The 7th international conference on Food Factors)
  • 国際学会
• [学会発表] 抱合型プロスタグランジン代謝物の調製と受容体を介する作用解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 〇児玉直輝、黒木勝久、Ming-Cheh Liu、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会
  • 国際学会
• [学会発表] Tyrosine硫酸体の有機合成法を用いたAcetaminophen硫酸体合成の検証 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇吉田実央, 德永祐希, 衛藤裕貴, 堤秀平, 上田裕人, 木下英樹, 小野政輝, 黒木勝久, 榊原陽一, 水光正仁, 安田伸
  • 学会等名: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 尿毒症物質Indoxyl sulfateとその関連代謝物の抗酸化活性およびヒト血清アルブミンとの結合能の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇堤秀平, 菅原進太郎, 德永祐希, 志水隼輔, 木下英樹, 小野政輝, 黒木勝久, 榊原陽一, 水光正仁, 安田伸
  • 学会等名: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] シクロペンテノンプロスタグランジン代謝体の受容体を介する作用解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇児玉直輝、黒木勝久、Ming-Cheh Liu、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 平成30年度日本生化学会九州支部例会
  • 国際学会
• [学会発表] コモンマーモセット硫酸転移酵素SULT1Cサブファミリーに関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇眞鍋曜子、黒木勝久、Ming-Cheh Liu, 水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 平成30年度日本生化学会九州支部例会
  • 国際学会
• [学会発表] 脂質由来a,-b-不飽和アルデヒドおよびカルボニル化合物の硫酸化に関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇黒木勝久、児玉直輝、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 第42回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
• [学会発表] 食事性タンパク質由来代謝物indoxyl sulfateの好中球細胞酸化促進作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇堤秀平、菅原進太郎、徳永祐希、志水隼輔、木下英樹、小野政輝、黒木勝久、榊原陽一、水光正仁、安田伸
  • 学会等名: 平成29年度日本農芸化学会2018年度西日本支部大会
• [学会発表] 脂質由来a,-b-不飽和アルデヒドおよびカルボニル化合物の硫酸化に関する研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 〇黒木勝久、児玉直輝、水光正仁、榊原陽一
  • 学会等名: 平成30年度内外環境応答・代謝酵素研究会
• [学会発表] プロスタグランジン代謝物のプロスタグランジン受容体への作用解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒木 勝久、榊原 陽一、Liu Ming-Cheh、水光 正仁
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大阪大会
• [備考] 生体分子機能化学研究室HP
  • URL: http://biochemistrylab.web.fc2.com/