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システイン生合成系の生理的役割とその破綻による病態発症メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18590047
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物系薬学
研究機関群馬大学

研究代表者

石井 功  群馬大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (90292953)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,020千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードホモシステイン / システイン / 精神発達遅延 / 遺伝子改変動物 / 血栓塞栓症 / 心血管病 / 危険因子 / 記憶学習 / 高血圧症 / 子癇 / シスタチオニン血症
研究概要

含硫アミノ酸のホモシステインは、各橦病態や加齢に伴って血中濃度が上昇することが知られ、コレステロールやトリグリセリドとは独立の心血管病の危険因子として現在位置づけられている。メチオニンからシステインを生合成する経路上の必須酵素Cystathionine β-synthase(CBS)の遺伝的欠損は、血栓塞栓症や精神発達遅延など重篤な病態を伴う高ホモシステイン血症の発症に繋がるが、ホモシステイン蓄積によるその病態の発症機序は詳しくわかっていない。本症のモデル動物として作製されたCBS欠損マウスは、脂質代謝異常や肝障害を呈して4週齢前にほとんど死亡するが、約5%の欠損マウスは8週齢までかろうじて生存する(体重は野生型の半分程度)。我々はこの半致死性に着目し、解析マウスの遺伝的背景を他に変えることによって致死性を回避して成体まで生存成長可能な欠損マウスを得て、ヒトではIQ値の著明な低下や新皮質の萎縮として観察される脳神経系の機能形態異常の原因を調べることを試みた。そこで、ヘテロ欠損マウスを異なる4種の近交系にそれぞれ7代バッククロスした後に作製した欠損マウスを比較したところ、ホモシステイン血中濃度が最も低いC3H/HeJ背景の欠損マウスが最も高い生存率を示し、しかも野生型に匹敵する体重を有していた。このマウスも2週齢時には重篤な肝障害・脂質代謝異常・脂肪肝を呈するが、約30%の生存個体においてはこれらの病態は寛解していた。高メチオニン血症も寛解していたが,高ホモシステイン血症は維持していた。このC3H/HeJ背景のCBS欠損マウスは小脳の形態形成に異常があり、また受動的回避学習を調べる明暗箱テストでは低い記憶学習能力を示した。本マウスは高ホモシステイン血症患者の精神神経疾患のモデルとして極めて有用と考えられる。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Genetic background conversion ameliorates semi-lethality and permits behavioral analyses in cystathionine β-synthase-deficient mice, an animal model for hyperhomocysteinemia2008

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体内におけるシステイン生合成経路の役割の解明2008

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 雑誌名

      薬学研究の進歩 24

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In vivo roles of cysteine biosynthetic pathway2008

    • 著者名/発表者名
      Ishii I
    • 雑誌名

      Yakugaku Kenkyu No Sinpo 24

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] システイン生合成経路の破綻による病態2007

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 雑誌名

      アミノ酸研究 1

      ページ: 37-39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pathosis induced by failures in cysteine biosynthetic pathway2007

    • 著者名/発表者名
      Ishii I, et. al.
    • 雑誌名

      Aminosan Kenkyu 1

      ページ: 37-39

    • NAID

      40016003317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Increased expression of the lysosomal protease cathepsin S in hippocampal microglia following kainate-induced seizures2007

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters 429

      ページ: 136-141

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sphingosine 1-phosphate S1P2 and S1P3 receptor-mediated Akt activation protects against in vivo myocardial ischemia-reperfusion injury.2007

    • 著者名/発表者名
      Means CK
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology : Heart and Circulatory Physiology (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential induction of cystathionine gamma-lyase in the livers and kidneys of mouse dams during gestation and lactation2006

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin 29

      ページ: 1799-1802

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen sulfide is a novel prosecretory neuromodulator in the Guinea-pig and human colon2006

    • 著者名/発表者名
      Schicho R
    • 雑誌名

      Gastroenterology 131

      ページ: 1542-1552

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生理活性リゾリン脂質シグナリングとアミノ酸代謝2006

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 雑誌名

      The Kitakanto Medical Journal 56

      ページ: 347-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Differential induction of cystathionine y-lyase in the livers and kidneys of mouse dams during gestation and lactation2006

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N, et. al.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin 29

      ページ: 1799-1802

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrogen sulfide is a novel prosecretory neuromodulator in the Guinea pig and human colon2006

    • 著者名/発表者名
      Schicho R, et. al.
    • 雑誌名

      Gastroenterology 131

      ページ: 1542-1552

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bioactive lysophospholipid signaling and amino acid metabolism: Studies using Genetically-modificed mice2006

    • 著者名/発表者名
      Ishii I
    • 雑誌名

      The Kitakanto Medical Journal 56

      ページ: 347-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bases of molecular nutritional science2006

    • 著者名/発表者名
      Ishii I
    • 雑誌名

      Applied nutritional science

      ページ: 334-341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Differential induction of cystathionine gamma-lyase in the livers and kidneys of mouse dams during gestation and lactation.2006

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin 29・9

      ページ: 1799-1802

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen sulfide is a novel prosecretory neuromodulator in the Guinea-pig and human colon.2006

    • 著者名/発表者名
      Schicho R
    • 雑誌名

      Gastroenterology 131・5

      ページ: 1542-1552

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生理活性リゾリン脂質シグナリングとアミノ酸代謝2006

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 雑誌名

      The Kitakanto Medical Journal 56・4

      ページ: 347-348

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetic background conversion ameliorates semi-lethality and permits behavioral analyses in cystathionine β-synthase-deficient mice, an animal model for hyper -homocysteinemia

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N, et. al.
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic background conversion ameliorates semi-lethality and permits behavioral analyses in cystathionine β-synthase-deficient mice,an animal model for hyperhomocysteinemia

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] システイン生合成経路の破綻による病態2007

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-11-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] システイン生合成経路の破綻による病態2007

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会
    • 発表場所
      東京大学(本郷)
    • 年月日
      2007-11-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Pathosis induced by failures in cysteine biosynthetic pathway2007

    • 著者名/発表者名
      Ishii I
    • 学会等名
      Annual Meeting of Japanese Society of Amino Acid Sciences
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-11-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] システイン生合成系の役割2006

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 学会等名
      生命科学研究会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2006-06-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Physiological roles of cysteine biosynthetic pathway2006

    • 著者名/発表者名
      Ishii I
    • 学会等名
      Annual Meeting of Society for Life Science
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2006-06-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cystathionine gamma-lyase-deficient mice as animal models for cystathioninemia2006

    • 著者名/発表者名
      赤星 軌征
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会・日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2006-06-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cystathionine y-lyase-deficient mice as animal models for cystathioninemia2006

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi N, et. al.
    • 学会等名
      20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-06-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 応用栄養学2006

    • 著者名/発表者名
      石井 功
    • 出版者
      第一出版株式会社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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