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転写因子TCF3によるメチル水銀毒性軽減機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04276
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63030:化学物質影響関連
研究機関東北医科薬科大学 (2020-2021)
東北大学 (2019)

研究代表者

黄 基旭  東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (00344680)

研究分担者 進藤 佐和子  東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (50795987)
外山 喬士  東北大学, 薬学研究科, 助教 (50720918)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードメチル水銀 / TCF3 / SRXN1 / 転写因子 / アポトーシス
研究開始時の研究の概要

水俣病の発症から半世紀以上が経過した現在も、メチル水銀による脳組織特異的な毒性の発現機構およびそれに対する防御機構はほとんど解明されていない。本申請者らは、メチル水銀をマウスに投与すると脳組織特異的に転写因子TCF3が活性化されること、さらに、このTCF3の発現を抑制した神経細胞が非常に高いメチル水銀感受性を示すことを初めて明らかにした。これらのことは、TCF3がメチル水銀毒性の軽減因子としてマウス脳内で重要な役割を果たしている可能性を強く示唆している。そこで本研究では、メチル水銀によるTCF3の活性化機構、および、TCF3によるメチル水銀毒性軽減機構の解明を目指す。

研究成果の概要

我々は、マウスの脳内でメチル水銀によって活性される転写因子としてTCF3を同定していた。本研究では、TCF3がメチル水銀毒性に対する新規防御因子としてミトコンドリア損傷を介したアポトーシス誘導を抑制することを明らかにした。また、メチル水銀によるTCF3活性化にプロテアソームによるTCF3の分解抑制が関与することと、活性化されたTCF3はsulfiredoxin 1をコードするSRXN1遺伝子のプロモーターにリクルートされることでアポトーシス誘導を抑制することを明らかにした。さらに、メチル水銀を投与したマウスの脳内の神経細胞において選択的にTCF3とSRXN1が共に発現誘導されることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体はメチル水銀の脳内侵入を感知するとTCF3活性化を介してSRXN1を発現誘導することでメチル水銀による神経毒性を軽減していることが初めて示唆された。これまで、TCF3/SRXN1経路とメチル水銀毒性との関係について検討された例はなく、本研究成果は未解明のままにされてきたメチル水銀毒性に対する生体防御機構を分子レベルで初めて説明するものである。近年、低濃度のメチル水銀摂取による健康被害が世界的に懸念されていることから、メチル水銀に対して遺伝的に高感受性を示す人々の選定やそれらを考慮したメチル水銀の正確な摂取基準制定などに大きく貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Increased expression of TCF3, transcription factor 3, is a defense response against methylmercury toxicity in mouse neuronal C17.2 cells2021

    • 著者名/発表者名
      Toyama Takashi、Wang Yanjiao、Kim Min-Seok、Takahashi Tsutomu、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Toxicological Research

      巻: 22 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s43188-021-00087-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 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] Methylmercury induces neuronal cell death by inducing TNF-α expression through the ASK1/p38 signaling pathway in microglia2021

    • 著者名/発表者名
      Toyama Takashi、Hoshi Takayuki、Noguchi Takuya、Saito Yoshiro、Matsuzawa Atsushi、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 9831-9831

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89210-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Knockdown of deubiquitinating enzyme Usp34 confers resistance to methylmercury in HEK293 cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Jong-Mu、Lee Jin-Yong、Kim Min-Seok、Shindo Sawako、Kumagai Takeshi、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Fundamental Toxicological Sciences

      巻: 8 号: 5 ページ: 157-160

    • DOI

      10.2131/fts.8.157

    • NAID

      130008106402

    • ISSN
      2189-115X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increased putrescine levels due to ODC1 overexpression prevents mitochondrial dysfunction-related apoptosis induced by methylmercury2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Masayuki、Toyama Takashi、Kim Min-Seok、Lee Jin-Yong、Hoshi Takayuki、Miura Nobuhiko、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Life Sciences

      巻: 256 ページ: 118031-118031

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2020.118031

    • 関連する報告書
      2020 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] Induction of chemokine CCL3 by NF-κB reduces methylmercury toxicity in C17.2 mouse neural stem cells2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Tsutomu、Kim Min-Seok、Iwai-Shimada Miyuki、Hoshi Takayuki、Fujimura Masatake、Toyama Takashi、Fujiwara Yasuyuki、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Pharmacology

      巻: 71 ページ: 103216-103216

    • DOI

      10.1016/j.etap.2019.103216

    • 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
  • [学会発表] 新規TNFR3結合蛋白質であるRPSAを介したメチル水銀毒性発現機構2021

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、外山 喬士、進藤 佐和子、菅原 賢人、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀はJak1/STAT3およびASK1/JNK/cJun経路を介してオンコスタチンM発現を誘導する2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 冠太郎、進藤 佐和子、星 尚志、小松 龍、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A novel strategy to elucidate the mechanism of methylmercury toxicity2021

    • 著者名/発表者名
      Hwang Gi-Wook
    • 学会等名
      2021 International Symposium of RIPS-CFPS
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メチル水銀毒性軽減に関わる転写因子TCF3の下流因子の検索2021

    • 著者名/発表者名
      太田 妃香、松島 あかり、進藤 佐和子、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      フォーラム2021:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミクログリア細胞株におけるASK1/JNK/cJun経路を介したメチル水銀によるOSM発現誘導機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      小松 龍、千葉 冠太郎、進藤 佐和子、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      フォーラム2021:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀毒性軽減に関わる低分子代謝物の同定とその作用機構2021

    • 著者名/発表者名
      黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TCF3が示すメチル水銀毒性軽減作用へのスルフィレドキシンの関与2021

    • 著者名/発表者名
      太田 妃香、松島 あかり、進藤 佐和子、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミクログリア細胞株におけるメチル水銀によるJAK1/STAT3経路を介したOSM発現誘導機構2021

    • 著者名/発表者名
      小松 龍、進藤 佐和子、千葉 冠太郎、黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀による炎症応答シグナルを介したオンコスタチンM発現誘導機構2021

    • 著者名/発表者名
      星 尚志、千葉 冠太郎、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] TNF受容体3新規結合蛋白質の同定とメチル水銀による細胞死への関与2021

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀はASK1/p38経路を回してミクログリアでのTNF-α発現を誘導する2020

    • 著者名/発表者名
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マウス脳内ミクログリアでのTNF-αの発現誘導はメチル水銀による神経細胞死に関与する2020

    • 著者名/発表者名
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀によるTNF受容体3を介したマウス脳神経細胞死へのオンコスタチンMの関与2020

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、星 尚志、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ミクログリアでのメチル水銀によるp38を介したTNF-α発現誘導機構とそれによる神経細胞死2020

    • 著者名/発表者名
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析を利用したメチル水銀毒性軽減に関わる新規分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      黄 基旭
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メチル水銀毒性発現に関わる新規シグナル伝達系2020

    • 著者名/発表者名
      黄 基旭
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミクログリアにおけるメチル水銀によるMAPキナーゼを介したTNF-α発現誘導機構2020

    • 著者名/発表者名
      外山 喬士、星 尚志、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ミクログリアにおけるメチル水銀によるオンコスタチンM発現誘導機構2020

    • 著者名/発表者名
      星 尚志、外山 喬士、永沼 章、斎藤 芳郎、黄 基旭
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀毒性へのTNF受容体シグナル伝達の関与2020

    • 著者名/発表者名
      黄 基旭
    • 学会等名
      国水研セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メチル水銀によるマウス脳神経障害へのTNF受容体3の関与2020

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メチル水銀によるTNF受容体3を介したミトコンドリア機能障害2019

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      フォーラム2019衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of TNF receptor 3 in the neuronal damage caused by methylmercury in mouse brain and its expected mechanisms2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Tsunoda, Takashi Toyama, Akira Naganuma, Gi-Wook Hwang
    • 学会等名
      2019 Japan/Korea Joint Symposium on Pharmaceutical Health Science and Environmental Toxicology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オンコスタチンM/TNF受容体3シグナル経路を介したメチル水銀毒性発現機構2019

    • 著者名/発表者名
      黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メチル水銀によるTNF受容体3を介した細胞死に関わる下流シグナル2019

    • 著者名/発表者名
      角田 洋平、外山 喬士、永沼 章、黄 基旭
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Health risks associated with methylmercury exposure and molecular toxicological approaches for its study2019

    • 著者名/発表者名
      Gi-Wook Hwang
    • 学会等名
      Annual Meeting 2019 of the Korean Environmental Sciences Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東北医科薬科大学 薬学部 環境衛生学教室

    • URL

      http://tmpu-ehs.com/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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