細胞内遊離ヘム：細胞増殖／細胞分化を関連付けるシグナル機能の解析

• 研究課題/領域番号: 18K19423
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 菅井 学 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (90303891)
• 研究分担者: 南部 由希子 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (70580380) ; 林 達成 福井大学, 学術研究院医学系部門, 特命助教 (80781111)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: ヘム / 細胞分化 / 細胞増殖 / 分化 / 増殖 / ミトコンドリア

研究成果の概要

細胞分化過程におけるフリーヘムのシグナル伝達機能は、最近登場したばかりの新しい概念であり、それを裏付ける生理学的証拠は、私たちを含む2つの研究グループによって提供された。しかし、信頼性の高いフリーヘムセンサーがまだないため、その関連性を正確に評価することは難しい状況にある。 このプロジェクトでは、さまざまな種類の細胞内のシグナル伝達分子としてのフリーヘムの生理学的役割を検証および調査することを目的として、新規のフリーヘムセンサーを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヘムに結合する転写因子（分化、老化、リズムに関わる）が多数見出されたため、細胞分化や細胞機能制御因子としてのヘムの役割に注目が集まっている。最近生理的条件下でヘムが分化制御因子として機能していることを申請者を含む二つのグループが明らかにした。このヘムによる分化制御機能の一般性をさらに詳細に解析するためには、実際に生体内で制御因子として機能している「細胞内遊離ヘム」を感度良く特異的に検出するプローブを開発することが必要である。本研究課題において開発に成功したことから、ようやく「細胞内遊離ヘム」の生理的機能を明らかにすることが可能になったと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Anti-USAG-1 therapy for tooth regeneration through enhanced BMP signaling (2021)
  • 著者名/発表者名: Murashima-Suginami A.、Kiso H.、Tokita Y.、Mihara E.、Nambu Y.、Uozumi R.、Tabata Y.、Bessho K.、Takagi J.、Sugai M.、Takahashi K.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7 号: 7
  • DOI: 10.1126/sciadv.abf1798
  • NAID: 120006958083
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Homeostatic Function of Dermokine in the Skin Barrier and Inflammation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Akira Utsunomiya, Takenao Chino, Natsuko Utsunomiya, Vu Huy Luong, Atsushi Tokuriki, Tatsuro Naganuma, Makoto Arita, Kiyoshi Higashi, Koichi Saito, Noriyuki Suzuki, Ayako Ohara, Manabu Sugai, Koji Sugawara, Daisuke Tsuruta, Noritaka Oyama, Minoru Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Investigative Dermatology 巻: 140 号: 4 ページ: 838-849
  • DOI: 10.1016/j.jid.2019.09.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of tooth regenerative medicine strategies by controlling the number of teeth using targeted molecular therapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Katsu、Kiso Honoka、Murashima-Suginami Akiko、Tokita Yoshihito、Sugai Manabu、Tabata Yasuhiko、Bessho Kazuhisa
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 40 号: 1 ページ: 21-21
  • DOI: 10.1186/s41232-020-00130-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dephosphorylation of protamine 2 at serine 56 is crucial for murine sperm maturation in vivo (2019)
  • 著者名/発表者名: Itoh Katsuhiko、Kondoh Gen、Miyachi Hitoshi、Sugai Manabu、Kaneko Yoshiyuki、Kitano Satsuki、Watanabe Hitomi、Maeda Ryota、Imura Akihiro、Liu Yu、Ito Chizuru、Itohara Shigeyoshi、Toshimori Kiyotaka、Fujita Jun
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 12 号: 574 ページ: 7232-7234
  • DOI: 10.1126/scisignal.aao7232
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blocking LC3 lipidation and ATG12 conjugation reactions by ATG7 mutant protein containing C572S (2019)
  • 著者名/発表者名: Nitta A, Hori K, Tanida I, Igarashi A, Deyama Y, Ueno T, Kominami E, Sugai M, Aoki K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 508(2) 号: 2 ページ: 521-526
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.11.158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immune responses against Lewis Y tumor-associated carbohydrate antigen displayed densely on self-assembling nanocarriers (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Yuji、Nambu Yukiko、Ohmae Masashi、Sugai Manabu、Kimura Shunsaku
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 16 号: 43 ページ: 8095-8105
  • DOI: 10.1039/c8ob01955j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct evidence for the age-dependent demise of GNAS -mutated cells in oral fibrous dysplasia (2018)
  • 著者名/発表者名: Isobe Yu、Takahashi Katsu、Kiso Honoka、Nakao Kazumasa、Ikeno Masayuki、Koyama Noriaki、Sugai Manabu、Shimizu Akira、Haga Hironori、Bessho Kazuhisa
  • 雑誌名: Archives of Oral Biology 巻: 93 ページ: 133-140
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2018.05.018
  • 査読あり / 国際共著