プロポフォール誘導性ミトコンドリア依存性細胞障害のHIF-1活性化による抑制

• 研究課題/領域番号: 18K16501
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分55050:麻酔科学関連
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 岡本 明久 関西医科大学, 医学部, 研究員 (50509479)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: プロポフォール / プロポフォール注入症候群 / ROS / ミトコンドリア / 低酸素誘導性因子1 / HIF-1 / 代謝

研究成果の概要

プロポフォールのミトコンドリア機能障害による呼吸鎖からの電子の漏れ出しが低減され結果としてプロポフォールによる活性酸素種(ROS)産生が抑制され細胞障害が軽減の機序であると考えられた。このHIF-1活性化によるプロポフォールの細胞障害の軽減作用は、RCC4細胞のPDK-1をノックダウン(RNA干渉法により発現を抑制）したりHIF活性阻害薬YC-1を使用することで消失した。
以上の結果から人為的なHIF-1活性の制御によりROS産生を抑えることでプロポフォールによる細胞障害を抑止することができると結論した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、世界的に著名な歌手・マイケル・ジャクソン氏が常用した結果死亡したり、2歳男児に術後管理目的で大量に投与された結果死亡したりと、度々プロポフォールの危険性が注目を浴びてきた。その一方で、プロポフォールは手術麻酔や集中治療の現場で幅広く使用され、現代医療に不可欠の薬剤である。今回、培養細胞を用いてPRISの発症機序解明に取り組んで、プロポフォールによる細胞死のプロセスにROSの産生増加が大きく関与していることを明らかにし、その制御を遺伝子工学的または薬理学的に行うことがPRISの発症・進展を防ぐための一つのアプローチとなりうることを示したことに本研究の意義がある。

研究成果

• [雑誌論文] Real-time diagnostic analysis of MinION-based metagenomic sequencing in clinical microbiology evaluation: a case report (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiromasa Tanaka, Yoshiyuki Matsuo, So Nakagawa, Kenichiro Nishi, Akihisa Okamoto, Shinichi Kai, Teppei Iwai, Yoshiteru Tabata, Takeshi Tajima, Yuji Komatsu, Motohiko Satoh, Kirill Kryukov, Tadashi Imanishi, Kiichi Hirota
  • 雑誌名: JA Clinical Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 24-24
  • DOI: 10.1186/s40981-019-0244-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Suppression of mitochondrial oxygen metabolism mediated by the transcription factor HIF-1 alleviates propofol-induced cell toxicity (2018)
  • 著者名/発表者名: Sumi Chisato、Okamoto Akihisa、Tanaka Hiromasa、Kusunoki Munenori、Shoji Tomohiro、Uba Takeo、Adachi Takehiko、Iwai Teppei、Nishi Kenichiro、Harada Hiroshi、Bono Hidemasa、Matsuo Yoshiyuki、Hirota Kiichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 8987-8987
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27220-8
  • NAID: 120006539570
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Propofol induces a metabolic switch to glycolysis and cell death in a mitochondrial electron transport chain-dependent manner (2018)
  • 著者名/発表者名: Sumi Chisato、Okamoto Akihisa、Tanaka Hiromasa、Nishi Kenichiro、Kusunoki Munenori、Shoji Tomohiro、Uba Takeo、Matsuo Yoshiyuki、Adachi Takehiko、Hayashi Jun-Ichi、Takenaga Keizo、Hirota Kiichi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 2 ページ: e0192796-e0192796
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0192796
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著